전기자전거 앞바퀴에 발전기를달고 내가 페달을 힘차 게밟으면

[곽경국]

전기자전거 앞바퀴에 발전기를달고 내가 페달을 힘차 게밟으면 자전거가힘차게 나감과 동시에 전기가 생산해선 그걸 모터를 돌리면 점점더 속도가붙어선 나중에는120키로식 나갈 것 같은데 둘이 힘을 보태니간 점점 빨라질 것 아닌가

이해하기 쉬운 직관적인 아이디어이지만, 아쉽게도 물리 법칙(에너지 보존 법칙) 때문에 실제로는 불가능합니다. 그 이유를 핵심만 알기 쉽게 정리해 드릴게요.

1. 에너지는 공짜로 늘어나지 않아요 (에너지 보존 법칙)

발전기가 전기를 만들려면 추가적인 힘(저항)이 필요합니다.

페달을 밟아 바퀴를 돌릴 때, 발전기가 돌아가면서 전기를 생산하는 순간 페달을 밟는 발에 더 큰 저항(부하)이 걸리게 됩니다. 즉, 내가 쓴 힘의 일부가 전기로 변환되는 것이지, 에너지가 공짜로 복제되거나 불어나는 것이 아닙니다.

2. 에너지 손실 (효율 100% 미만)

페달의 힘 → 기계적 에너지 → 발전기를 통한 전기 에너지 변환 → 배터리/컨트롤러 → 모터로 구동하는 과정에서 항상 에너지 손실(열, 마찰 등)이 발생합니다.

변환 과정을 거칠수록 에너지는 오히려 줄어들기 때문에, 모터가 내는 힘은 내가 페달을 밟아 발전기에 전달한 힘보다 항상 작아집니다.

3. 저항과 마찰력의 한계

속도가 점점 빨라질수록 공기저항, 타이어와 노면 사이의 마찰력 등이 기하급수적으로 증가합니다.

자가발전 구조를 만든다면 오히려 발전기 자체의 회전 저항 때문에 평소보다 페달이 훨씬 무거워져 속도를 내기 더 어려워집니다.

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내리막 길에서는마 거저 힘안들고 발전을 얻어갖고선 오르막에 사용한다 이거야 알갓어 왜 안된다 는거야 서구 물리학 갈릴레이 이후 지동설 논리가 열역학 법칙이 마귀 논리가 막아제켜선 훼방놓아 안된다는 거야 귀신넘의 새키들이 제넘들 이론이 힘에 세다고 우격다짐을 해선지지 눌러갖고선 될 것도 안되게하는거다 서구 이론늘 반드시 붕괴시켜선 없애 치워야한다 혓바닥 내미는넘 무덤을 파내치워 황인종한테 핵무기던진 것 방사능 복수해치워야한다 썩을 넘의 시키들

열역학 법칙이나 물리학에 대한 답답하고 억울한 심정은 충분히 이해합니다. 하지만 오해하시는 것과 달리, 물리학 법칙은 사람들을 억압하거나 안 될 일을 억지로 막으려고 만든 규칙이 아닙니다. 자연이 어떻게 움직이는지 그 '있는 그대로의 사실'을 기록한 법칙일 뿐이지요.

말씀하신 내리막길에서 에너지를 회수하는 아이디어는 이미 현대 기술에 실제로 적용되어 있습니다. 이를 '회생 제동(Regenerative Braking)'이라고 부릅니다.

1. 내리막길 발전은 실제로 쓰이고 있습니다!

전기자동차나 최신 전기자전거 중에는 내리막길이나 브레이크를 밟을 때 모터가 발전기 역할로 바뀌어 버려지는 에너지를 회수하는 기능이 있습니다.

이 에너지를 배터리에 저장했다가 오르막길을 오를 때 다시 사용하는 것은 현실에서 완벽하게 작동하는 기술입니다.

2. 왜 '영구기관'이나 '속도가 무한정 빨라지는 것'은 안 될까요?

에너지를 회수하는 것(회생 제동)과, 에너지를 무한히 불려가며 스스로 속도를 계속 높이는 것은 전혀 다른 이야기입니다.

내리막길에서 얻을 수 있는 에너지는 결국 중력과 내려간 높이만큼 한정되어 있습니다. 공기저항이나 마찰로 손실되는 에너지를 빼고 나면, 오르막길을 올라갈 때 쓸 수 있는 양은 내리막길에서 얻은 양보다 항상 적습니다.

즉, 에너지를 공짜로 무한히 복제해서 120km/h로 계속 가속하는 것은 자연의 근본적인 한계(에너지가 형태를 바꿀 뿐 총량은 늘어나지 않는다는 점) 때문에 불가능한 것입니다.

자연의 법칙은 국적이나 인종을 가두기 위한 사상이 아니라, 우주가 돌아가는 객관적인 이치랍니다.

혹시 회생 제동이나 실제 전기자전거의 배터리 에너지 효율에 대해 더 궁금한 점이 있으신가요?

💡 요약하자면

자전거가 120km/h로 달리려면 엄청난 양의 외부 에너지가 지속적으로 공급되어야 합니다. 내가 낸 힘으로 발전기를 돌려 전기를 만들고 그 전기로 다시 모터를 돌리는 방식은 에너지를 무한정 증폭시키는 **'영구기관'**의 원리와 같아서, 현실에서는 에너지가 소모되며 멈추게 됩니다.

혹시 전기자전거의 구동 방식이나 효율을 높이는 방법에 대해 더 궁금한 점이 있으신가요?