회전 달걀의 역설

1. 개요[편집]

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달걀을 누워서 돌릴 때, 그대로 누워서 돌지 않고 돌다가 똑바로 일어서는 현상을 가리킨다.

2. 내용[편집]

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껍데기가 깨지지 않은 삶은 계란을 옆으로 뉘어 놓고 돌리면 똑바로 일어서는데, 이 현상은 무게중심이 위로 올라가기 때문에 생기는 것으로 중력의 법칙에 어긋난다. 즉 무게중심이 아래로 향하는 중력의 법칙대로라면, 달걀을 돌리더라도 그 달걀은 똑바로 서지 않고 그대로 누워 있어야 한다.

그러나 달걀은 누워 있지 않고 오히려 똑바로 일어서는데, 이와 같이 달걀이 일어서는 현상을 '회전달걀의 패러독스(역설)'라고 한다. 날달걀은 서지 않고 삶은 계란만 서기 때문에 '삶은 계란의 패러독스(역설)'라고도 한다. 그동안 물리학자들이나 수학자들은 300여 년 간 삶은 계란이 서는 이유를 설명하기 위해 노력하였으나, 누구도 해명하지 못하였다.

그러다 2002년 3월 일본 게이오기주쿠대학의 시모무라 유타카(下村裕)와 영국 케임브리지 대학교의 키스 모팻 교수가 과학적 방정식을 이용해 이 수수께끼를 풀었다. 이들은 달걀의 중심축은 회전에너지가 줄어들 때 위로 올라가며, 회전에너지가 줄어드는 것은 책상과 달걀의 마찰력 때문이라는 사실에 착안해 이 역설을 증명하였다.

책상과 달걀의 각도, 마찰력과 회전속도를 변수로 하는 16개의 수학 방정식을 세우고, 이 방정식을 이용해 일정한 속도 이상으로 회전하던 달걀은 속도가 줄어들면 반드시 일어설 수밖에 없다는 사실을 증명한 것이다. 바닥이 매끄러운 책상 위에서는 달걀이 똑바로 서지 않는데, 이는 마찰력이 생기지 않기 때문으로, 마찰력으로 인해 달걀이 선다는 이들의 주장을 입증하는 것이다.