Feynman 강의 Chapter 4.2 : 비 이상적인 기계에서 가중치를 추가하거나 제거합니까?
발췌 :
매우 간단한 역도는 그림 4-1에 나와 있습니다. 이 기계는 세 단위를 "강하게"들어 올립니다. 우리는 하나의 저울 팬에 3 개의 장치를 놓고 다른 하나에 하나의 장치를 놓습니다. 그러나 실제로 작동하게하려면 왼쪽 팬에서 약간의 무게를 들어야합니다. 반면에 우리는 다른 팬에서 약간의 무게를 들어서 조금 속임수를 쓰면 3 단위 무게를 낮춤으로써 1 단위 무게를 들어 올릴 수 있습니다. 물론, 우리는 실제 리프팅 기계 를 사용하기 위해 약간의 추가 장치 를 추가 해야한다는 것을 알고 있습니다. 이것은 일시적으로 무시합니다. 이상적인 기계는 존재하지 않지만 추가가 필요하지 않습니다.
그림 4.1 :
여기 에서 @ mmesser314에 의해 이미 답변되었을 수 있지만 다른 관점에서 질문하고 싶습니다.
단락의 첫 부분에서 우리는 기계가 "실제로 작동"하도록하기 위해 왼쪽과 오른쪽 팬에서 "작은 무게"를 "제거"해야한다고 들었습니다. 이 맥락에서 lift off = remove라고 가정하면 의미가 있습니다. 그러나 "실제"리프팅 기계를 사용하려면 "약간 추가"를 추가해야한다는 갑작스러운 말을 들었습니다. 나는 실제 = 실생활에서 그리고 추가 = 추가 무게 또는 힘이라고 가정합니다.
그렇다면 기계가 이상적이지 않다면 어느 것이 좋을까요? 기계가 작동하도록 가중치를 추가하거나 제거합니까? 둘 다하나요? 먼저 약간의 무게를 "들어 올리고"들어 올리고 내리는 작업이 일어나게하고 역 동작을 수행하기 위해 "약간 추가"를 추가 하시겠습니까?
답변
먼저 문구에 대한 주석입니다. Feynman은 "작은 무게"가 아닌 "약간 무게"를 제거해야한다고 말합니다. 나는 이것을 칼을 사용하여 큐브 중 하나에서 소량의 덩어리를 면도하는 것으로 상상합니다. 물론 질량을 제거하는 방법에 대한 세부 사항은 실제로 중요하지 않지만 Feynman이 두 스케일에서 전체 상자를 제거하라고 말하는 것이 아님을 분명히하고 싶습니다.
두 번째 전체적인 코멘트는 당신이 매우 높은 정밀도로 파인만을 읽고 있다고 생각하는 반면, 파인만은 매우 물리적이고 "자연스러운"논증을 사용하는 경향이 있다는 것입니다. 제안으로, 덜 실망 스러울 수 있도록 더 많은 수학적 세부 사항을 제공하는 다른 책 (Landau and Lifschitz? Kleppner?)을 찾을 수 있습니다. 물론 파인만은 많은 통찰력을 가지고 있고 읽을만한 가치가 있지만, 이것은 사람들이 파인 맨이 따라 가기 어렵다고 생각하는 공통된 이유 중 하나이기 때문에 (당신이 이미 그가 말하는 것에 대한 배경 지식이있을 때까지) 이것을 올리는 것입니다.
어쨌든 여기에 내가 Feynman의 말을 해석하는 방법이 있습니다.
- "lift off": 저울에서 약간의 질량을 제거합니다.
- "실제 리프팅 기계": 피벗에 균형에 작용하는 마찰력이 있고 에너지를 소산하는 기계.
- "조금 더 추가": 약간의 추가 에너지를 추가 합니다 (질량이 아님).
이 모든 것을 종합하면, 그림의 왼쪽 판에서 약간 (무한한) 질량을 "제거"(제거)하면 균형이 세 개의 질량을 들어 올리기 시작합니다. 그러나 열을 발산 할 수있는 저울의 피벗에 마찰이있는 경우 (이것이 "실제 리프팅 기계"라면 확실히있을 것입니다), 질량이 가능한 최대 높이에 도달하기 전에 저울이 멈출 것입니다. 따라서 마찰을 극복하고 3 개의 질량을 높이기 위해 (단순히 극소량의 질량을 제거하는 것 이상으로) "약간 추가"에너지를 추가해야합니다.