버터 바른 토스트와 고양이 영구동력
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'''Buttered cat paradox'''
1. 개요
내용이 정리된 블로그
공대개그의 일종으로, 국내에서는 정재승의 과학콘서트[1]를 통해 많이 알려졌다.
머피의 법칙에 의하여 버터 바른 토스트는 항상 버터 바른 면이 아래로 떨어지고, 고양이는 항상 다리를 아래로 해서 떨어지므로 버터 바른 토스트와 고양이를 붙여서 영구기관을 만들겠다는 것. 영구기관의 3가지 조건을 전부 만족하는 데 외부의 에너지 공급이 없고 순환과정으로 이루어져 1회 순환이 끝나면 초기 상태로 되돌아오며 순환과정이 한 번 반복될 때마다 외부에 일정량의 일을 한다. 이렇게 보면 추가적인 에너지의 투입없이 전기를 생산하는 제 1종 영구기관의 일종이다. [2]
아종(?)으로 잼 바른 토스트와 고양이의 영구동력이 있다. 후반엔 그냥 토스트 생략하고 잼 바른 고양이(...) 영구동력을 쓴다.
2. 과연 가능할까?
"논리적"으로 따지면 '''그러니까 이것이 실제로 전기를 만들 수 있다고 가정하는 경우,''' 버터 바른 토스트와 고양이를 붙여서 영구기관을 만들면 시간이 지남에 따라 토스트가 상하거나 고양이가 늙어 죽거나 굶어 죽을 수 밖에 없다.
전형적인 원인과 결과를 혼동하는 오류라고 볼 수 있는데, 머피의 법칙에서 빵이 버터 바른 면이 바닥으로 향한다는 이야기는 "높이상 토크가 반 바퀴를 회전할 정도밖에 나오지 않는다"는 말이지 그 토크가 다른 물체를 질량과 높이에 관계없이 회전시켜 반 바퀴를 돌려준다는 뜻이 아니다. 고양이와 같거나 큰 질량의 빵에 버터를 바른다면 그 커진 질량에 의하여 회전이 줄어들고 끝, 아니 그보다 그 전에 자석마냥 변하지 않는 극성이 아님으로 저 빵을 충분히 높이서 떨어뜨렸으면 한 바퀴를 완전히 돌아 버터바른 면이 위로 간다.
빵이 상하는 것에 대해서는 고양이 2마리의 등을 붙여서 만들면 된다는 설도 있으나, 이렇게 해도 고양이에게 먹이를 주지 못하는 점은 해결할 수 없다. 또 다른 해결책으로 식빵의 양쪽 면에 버터를 바르는 방법이 알려져 있지만, 이 경우엔 어느 쪽으로 떨어지든 항상 버터 바른 면이기 때문에 작동하지 않는다.
버터 바른 토스트가 떨어지는 것은 깨끗한 바닥뿐이라 청소에 외부의 에너지가 필요하기 때문에 영구기관으로 볼 수 없다는 의견도 있지만, 이 경우에는 스스로 발전한 전기로 로봇청소기를 돌리면 해결할 수 있다. 하지만 이 경우에도 생산한 전기가 로봇청소기를 돌리는데 필요한 전기보다 많아야 한다.
...라고 주장해봤자 공감요소를 이용한 농담용 논리일 뿐, 현실은 저런 실험을 해도 무한 회전과 전기는 1도 나오지 않는다.(...) 무엇보다도 '''고양이의 질량 > 토스트''' 이므로 고양이의 낙하 에너지가 토스트보다 높은게 당연하므로, 된다는 가정하에 실제로 실험을 해 본다 하더라도 고양이가 먼저 바닥에 떨어지게 되어있다.
결론을 말하자면 현실에서 절대 만들 수 없으며, 고양이와 동일한 질량의 버터 바른 토스트가 세상에 존재한다면 또 모를까 '''어차피 해당 유머를 진지하게 생각한다는 거 자체가 애초에 의미 없는 뻘 짓이다.(...)''' 실제로 가능했다면, 전 세계 고양이들의 절반 이상이 이미 실험으로 희생 당하고도 남았기 때문.