자석자동차가 작동하지 않는 이유는?

(댄 트리) - 처음 아이디어는 꽤 흥미로운 것 같은데, 왜 구현할 수 없는 걸까요?

자동차 앞에 큰 자석이 부착되어 있고, 자동차 앞에 또 다른 자석이 매달려서 인력을 발생시키는 것을 상상해보세요.

가정해 보면, 자기력은 자동차를 앞으로 끌어당겨 연료나 전기 없이도 영원히 움직일 수 있을 것입니다. 하지만 만약 그것이 가능했다면, 인류는 오래전에 지구 에너지 위기를 해결했을 것입니다.

자석을 사용하여 실제 운동을 만들어내는 아이디어는 수 세기 동안 인류에 의해 진지하게 연구되어 왔습니다. 1269년, 과학자 페트루스 페레그리누스 드 마리쿠르는 자기 인력으로 회전하는 바퀴의 원리를 제시했습니다.

17세기에 존 윌킨스는 중력을 이용해 철구를 밀어 끝없는 루프를 만드는 모델을 제안했습니다.

정교하고 눈길을 끄는 디자인에도 불구하고, 이러한 모든 모델은 단순히 고전 물리학의 핵심 기반인 뉴턴의 운동 법칙을 위반했기 때문에 운동을 유지하는 데 실패했습니다.

구체적으로, 제1 운동 법칙은 정지해 있는 물체는 외부에서 힘이 작용하지 않는 한 계속 정지 상태를 유지한다고 말합니다.

핵심은 외부의 힘입니다(그림).

자석 트럭 모델에서는 트럭과 자석이 모두 닫힌 계에 있으며, 두 물체 사이의 인력은 그 계 내에서만 작용합니다. 따라서 트럭을 움직이게 하는 외부 반발력은 없습니다.

많은 물리학자들이 사용하는 비유 중 하나는 고무줄입니다. 큰 고무줄을 차 앞쪽에 묶은 다음, 창밖으로 손을 뻗어 고무줄을 앞으로 당긴다고 상상해 보세요.

아무리 세게 당겨도 차는 움직이지 않습니다. 당신이 만들어내는 모든 힘은 당신과 차의 내부에서 발생하기 때문입니다. 초기 정지 상태를 바꾸는 외부 힘은 없습니다.

뉴턴의 제3 운동 법칙 또한 이를 설명하는 데 도움이 됩니다. 한 물체가 다른 물체에 힘을 가하면, 그 물체는 첫 번째 물체에 크기가 같고 방향이 반대인 힘을 가합니다.

자화된 차량의 경우, 두 자석 사이의 인력은 전체 운동을 생성하지 않습니다. 작용력과 반작용력이 시스템 내에서 서로 상쇄되기 때문입니다. 결과적으로, 차량은 겉보기에 "창조적인" 노력에도 불구하고 정지 상태를 유지합니다.

어떤 사람들은 자기 자동차가 스스로 앞으로 움직일 수 있다면 우리는 우연히 영구 운동의 한 형태를 발명한 셈인데, 역학 법칙으로는 불가능한 일이라고 유머러스하게 주장합니다.

에너지를 소모하지 않고도 스스로 움직일 수 있는 기계는 수 세기 동안 꿈이었지만, 불행히도 그저 꿈으로만 남았습니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/vi-sao-xe-gan-nam-cham-khong-the-hoat-dong-20250803065252211.htm