初等物理の問題 質点のエネルギーと運動量と力積
たいへん初等的な問題なのですが。
速度vで移動している車から、車の移動方向と同じ方向に同じく速度vで質量mのボールを投げました。
従ってボールの速度は2vです。
ボールに加えられた運動エネルギー (1/2)m(2v)^2-(1/2)mv^2=(3/2)mv^2
投げた人がボール与えた力積(=ボールの運動量変化)=2mv-mv=mv
次に車を降りて静止している地面上で同じことをしました。今度はボールの速度はvになります。
ボールの運動エネルギー=(1/2)mv^2-(1/2)m0^2=(1/2)mv^2
投げた人がボールに与えた力積(=ボールの運動量変化)=mv-0=mv
投げた人の力積は同じ(投げた人はどちらの系でも同じように投げた)ですが、ボール持っている運動エネルギーが3倍違います。ボールに与えられた運動エネルギーの違いはどのように考えるのでしょうか。投げた人が与えたとしか言えないので、その人の熱エネルギーが消費されたということになりそうです。
そうすると、等速運動している物体の上でキャッチボールするとダイエット効果あり、となってしまいます。明らかに論理展開おかしいのですが、どこに問題があるでしょうか。
よろしくお願いします。