Feynman Lectures Chapitre 4.2: Ajouter ou supprimer des poids dans une machine non idéale?
Extrait:
Un haltérophilie très simple est illustré à la Fig. 4-1. Cette machine soulève trois unités "fortes". Nous plaçons trois unités sur un plateau d'équilibrage et une unité sur l'autre. Cependant, pour que cela fonctionne réellement, nous devons soulever un peu de poids du plateau gauche. D'un autre côté, nous pourrions soulever un poids d'une unité en abaissant le poids de trois unités, si nous trichons un peu en soulevant un peu de poids de l'autre plateau. Bien sûr, nous nous rendons compte qu'avec toute machine de levage réelle, nous devons ajouter un petit supplément pour la faire fonctionner. Nous ignorons cela, temporairement. Les machines idéales, bien qu'elles n'existent pas, ne nécessitent rien de plus.
Graphique 4.1:
Cela peut déjà être répondu par @ mmesser314 ici , mais je veux poser la question d'un point de vue différent.
Dans la première partie du paragraphe, on nous dit que les "petits poids" doivent être "soulevés" des plateaux gauche et droit pour que la machine "fonctionne réellement". En supposant que dans ce contexte décoller = supprimer, cela a du sens. Mais alors on nous dit brusquement que nous devrions ajouter un "petit plus" si nous voulons utiliser une machine de levage "réelle". Je suppose que réel = dans la vie réelle et supplémentaire = poids ou force supplémentaire.
Alors, lequel est-ce si la machine n'est pas idéale - ajoutons-nous ou supprimons-nous des poids pour que cela fonctionne? Faisons-nous les deux? Commencez par "soulever" un peu de poids, laissez le levage et l'abaissement se produire et ajoutez un "petit extra" pour faire l'opération inverse?
Réponses
Tout d'abord, juste un commentaire sur le libellé: Feynman dit que vous devez supprimer «un peu de poids», pas «de petits poids». J'imagine cela comme l'utilisation d'un couteau pour raser une petite quantité de masse de l'un des cubes. Bien sûr, les détails sur la façon dont vous supprimez la masse n'ont pas vraiment d'importance, mais je veux juste m'assurer qu'il est clair que Feynman ne dit pas de supprimer une boîte entière de l'une ou l'autre échelle.
Un deuxième commentaire général est que je pense que vous lisez Feynman avec un très haut niveau de précision, alors que Feynman a tendance à utiliser des arguments très physiques et «en langage naturel». Juste à titre de suggestion, vous pourriez trouver un livre différent (Landau et Lifschitz? Kleppner?) Qui donne plus de détails mathématiques pour être moins frustrant. Bien sûr, Feynman a beaucoup de perspicacité et vaut la peine d'être lu, mais je soulève simplement cela car c'est une des raisons courantes pour lesquelles les gens trouvent Feynman difficile à suivre (jusqu'à ce que vous ayez déjà une certaine expérience dans ce dont il parle).
Quoi qu'il en soit, voici comment j'interprète les paroles de Feynman:
- "lift off": retirer de la masse de la balance.
- «engin de levage réel»: celui dont le pivot a des forces de frottement qui agissent sur la balance, qui dissipent l'énergie.
- "ajouter un petit plus": ajouter de l' énergie supplémentaire (pas de la masse).
En mettant tout cela ensemble, si vous "soulevez" (retirez) une petite masse (infinitésimale) de la plaque gauche de votre figure, alors la balance commencera à soulever les trois masses. Cependant, s'il y a un frottement dans le pivot du balancier qui peut dissiper la chaleur (ce qu'il y en aura certainement s'il s'agit d'une "véritable machine de levage"), alors le balancier ralentira jusqu'à l'arrêt avant que les masses atteignent leur hauteur maximale possible. Par conséquent, il faut «ajouter un peu d'énergie supplémentaire» (au-delà de la simple suppression d'une quantité infinitésimale de masse) pour surmonter les frottements et élever les trois masses.