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관측자에 따라 운동에너지가 달라지나요? 2020-02-16
  • 분야
    천체물리/우주론
  • 조회수
    2227
질문
보통 중고등학교때 배우는게 1/2*mv^2 인데

우리는 지구위에 위치하고 지구도 태양을 중심으로 돌고 태양도 은하를 중심으로 돌고 있지 않습니까?

그럼 지구 관측했을때 에서 속력이 0인 물체를 V1 만큼 가속시킬려면 1/2*m(V1)^2 의 에너지가 필요할꺼고

우주에서 보았을때는 지구가 움직이는 속도 V에서 V1 만큼 더해준거니 1/2m(V+V1)^2 - 1/2mV^2 이라서

1/2*m(V1)^2 이랑 1/2*m(V1)^2 + m(V*V1) 이랑 서로 다른 값을 가질 것이고

우리가 지구에서 질량이 m 인 물체를 V1 까지 가속시키는데 에너지를 후자만큼 어마어마하게 소비하는 것도 아닐 것이고

달리는 기차위에서 달리기를 하면 어마어마한 칼로리가 소모되어 지는 것도 아닌데 이러한 차이를 어떤 이론이 모순을 해결시켜 줄 수 있나요?
답변
안녕하셔요. 한국천문연구원입니다.

비상대론적인 운동에서의 속도 합의 법칙과 상대론적인 운동에서의 속도 합의 법칙은 다른데
수식을 통한 구체적인 내용은 질문자가 전공서적이나 위키피디아 등에서 검색해보시길 바랍니다.
특수상대론적인 운동에서는 속도의 합은 운동 에너지의 표현으로 나타납니다.

감사합니다.