지구가 자전을 하는데 사용되는 에너지의 원천은?

Question

에너지 보존 법칙 관전에서 보면

지구라는 물체는 쉬지 않고 계속해서 움직이고 있는데요

그런데 어떻게 지구가 자전을 계속할 수 있는지

이렇게 자전하는데 사용되는 에너지의 원천은 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요.

지구의 자전에 사용되는 에너지의 원천을 이해하기 위해서는 우선 지구가 왜 계속해서 자전할 수 있는지에 대한 천체물리학적 원리를 살펴볼 필요가 있습니다. 이 과정에서 에너지 보존의 법칙이 핵심적인 역할을 합니다.
지구가 자전을 계속할 수 있는 주된 이유는 외부 토크(회전력)의 부재입니다. 지구는 태양계가 형성될 때부터 초기 운동량을 가지고 있었고, 이 운동량은 지구가 자전하는데 필요한 에너지를 제공합니다. 운동량 보존 법칙에 따르면, 외부로부터의 힘이 작용하지 않는 한, 지구의 자전 운동량은 보존되므로 지구는 계속 자전할 수 있습니다.
지구 자체의 내부적인 역학적 상호작용이나 우주 공간의 다른 천체들과의 중력적 상호작용은 자전에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 달과의 중력적 상호작용은 지구의 자전 속도를 점차 늦추는 효과(조석 마찰)를 발생시킵니다. 그러나 이러한 변화는 극히 미세하며, 매우 긴 시간에 걸쳐 서서히 나타나는 변화입니다.
지구가 자전하는데 추가적으로 에너지를 공급받는 것은 아닙니다. 대신 이미 가지고 있는 각운동량을 기반으로 자전하며, 이는 천체의 초기 형성 단계에서부터 존재해 온 것입니다. 따라서 자전하는데 사용되는 에너지의 원천은 초기 조건과 운동량 보존의 법칙에 기인합니다.