파인만 강의 4.2 장 : 역도 기계를 시각적으로 이해하기
비가역 역도 기계는 왜 역전 기계 가 내 현재 게시물과 관련이 있다고 더 높이 들어 올릴 수 없지만 그 스레드의 모든 사람들은 Feynman의 단순 기계가 시각적으로 어떻게 작동하는지 이해 한 것 같습니다 . 나는하지 않았다.
그림 4.1 :
그리고 Feynman 물리학 강의 4.2 장 에서 발췌 한 내용은 다음과 같습니다.
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. 다른 한편으로, 우리가 다른 팬에서 약간의 무게를 들어서 조금 속임수를 쓰면 3 단위 무게를 낮춤으로써 1 단위 무게를 들어 올릴 수 있습니다. 물론, 우리는 실제 리프팅 기계를 사용하기 위해 약간의 추가 장치를 추가해야한다는 것을 알고 있습니다.
Feynman은 용어를 혼합하여 시각화를 어렵게 만듭니다. 그 기계는 내가 이해하는 시소처럼 보인다. 그러나 나는 균형 팬에 놓인 네 개의 사각형이 "단위"인지 "무게"인지 알 수 없습니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
- 우리는 하나의 저울 팬에 "3 개의 유닛"이 놓여 있다고 들었습니다. 이것으로부터 우리는 왼쪽 밸런스 팬에 세 개의 사각형이 있기 때문에 하나의 사각형 = 하나의 단위라는 결론을 내릴 수 있습니다.
- 그러나 우리는 또한이 기계가 "강하게 세 단위"를 들어 올린다고 들었습니다. 오른쪽 균형 팬에있는 하나의 사각형이 들어올 려진 것이기 때문에 하나의 사각형 = 하나의 무게라는 결론을 내려야합니다. 이것이 사실이라면 그림이 잘못 설계된 것입니다. 더 높은 단위 "강함"을 가진 사각형은 더 크게 그려 지거나 "강도"를 표시하는 숫자로 주석을 달아야합니다.
저는 설명 # 2에 의지하는 경향이 있습니다. "하나의 저울 팬에 배치 된 세 개의 유닛"부분, 즉 오른쪽 저울 팬의 단일 사각형이 세 유닛의 "강함"무게를 설명 할 수 있기 때문입니다.
설상가상으로 그는 두 가지 다른 의미를 가진 동사 "lift"를 사용하고 있습니다. 첫 번째는 정사각형을지면을 기준으로 위쪽 위치에 놓는 것이고 두 번째는 정사각형을 기계에서 내리는 것입니다 ( "리프트"가 "오프"와 함께 사용될 때).
그림에서 사각형은 무엇입니까? 단위 또는 무게? "실제로 작동시키기 위해"는 무슨 뜻입니까?
답변
이 기계가 작동하는 방식은 각운동량을 보존하는 것입니다. 왼쪽에있는 세 개의 상자 (일명 무게, 일명 단위)가 제공하는 토크는 오른쪽에있는 상자가 제공하는 토크와 균형을 이룹니다. 따라서 균형이 회전하기 시작하면 운동 범위의 가장자리에 도달 할 때까지 각 운동량을 유지하기 위해 계속 회전합니다.
그러나 균형이 정지 상태에서 시작되면 외부 힘이 가해지지 않는 한 영원히 정지 상태로 유지됩니다. Feynman은 실제로이를 수행하는 방법을 제안합니다. 왼쪽에서 약간의 무게를 제거하면 토크가 오른쪽에 의해 좌우되고 기계가 시계 방향으로 회전합니다 (즉, 한 상자가지면을 향해 이동하여 다른 세 상자를 들어 올림). 반대로 오른쪽에서 약간의 무게를 제거하면 왼쪽에있는 세 개의 상자가 오른쪽에있는 하나의 상자를 들어 올립니다.
귀하의 특정 질문과 관련하여
그림에서 사각형은 무엇입니까? 단위 또는 무게?
단위, 무게, 상자 ... 모두 같은 의미입니다. 1kg 질량이라고 부릅니다.
"실제로 작동시키기 위해"는 무슨 뜻입니까?
3 개의 상자가 바닥에있는 상태에서 시작하여 공중으로 들어 올리고 싶다면, "작동 시키십시오"는 "세 개의 상자가 공중에있는 방식으로 움직일 수 있도록 균형을 잡는 것"을 의미합니다. . "
각운동량에 대해 이야기하려고한다면 그림에서 왼쪽에있는 운동량은 오른쪽의 운동량보다 크다고 말할 수 있습니다. 균형이지면과 평행하면 Momenta는 동일합니다. 약간의 무게를 들어 올리는 것은 기계를 시작할 수있을만큼만 들어 올리는 것을 의미합니다. 한쪽으로 회전하기 시작하면 양쪽의 운동량 변화로 인해 계속 회전합니다. 따라서 약간의 무게를 제거한다는 것은 무게를 완전히 제거하는 것이 아니라 조금만 살짝 찌르는 것을 의미합니다. 3 개의 단위가 강하다는 것은 3 개의 질량 단위를 1 개의 길이 단위 높이로 들어올 리거나 1 개의 질량 단위를 3 개의 길이 단위 높이로 들어 올릴 수 있음을 의미합니다. 이것은 나의 이해입니다. 또한 토크 공식 : F xl, 여기서 F는 힘이고 x는 벡터 곱을 의미합니다.