Wykład Feynmana Rozdział 4.2: Dodawać lub usuwać odważniki w nieidealnej maszynie?
Fragment:
Bardzo proste podnoszenie ciężarów pokazano na rys. 4-1. Ta maszyna podnosi trzy jednostki „mocne”. Kładziemy trzy sztuki na jednej szalce wagi, a jedną na drugiej. Aby jednak faktycznie zadziałało, musimy podnieść trochę ciężaru z lewej patelni. Z drugiej strony, możemy podnieść ciężar jednej jednostki, obniżając wagę trzech jednostek, jeśli trochę oszukamy, podnosząc trochę ciężaru z drugiej szalki. Oczywiście zdajemy sobie sprawę, że w przypadku każdej rzeczywistej maszyny podnoszącej musimy dodać trochę więcej , aby działała. Tymczasowo lekceważymy to. Idealne maszyny, choć nie istnieją, nie wymagają niczego dodatkowego.
Rysunek 4.1:
To może być już odpowiedział @ mmesser314 tutaj , ale chcę zadać pytanie z innego punktu widzenia.
W pierwszej części akapitu powiedziano nam, że „małe ciężarki” muszą być „zdejmowane” z lewej i prawej szalki, aby maszyna „faktycznie działała”. Zakładając, że w tym kontekście unieść = usunąć, to ma sens. Ale potem nagle mówi się nam, że powinniśmy dodać „trochę więcej”, jeśli chcemy użyć „rzeczywistej” maszyny podnoszącej. Zakładam, że rzeczywisty = w prawdziwym życiu i dodatkowe = dodatkowa waga lub siła.
Więc który to jest, jeśli maszyna nie jest idealna - czy dodajemy lub usuwamy ciężary, aby działała? Czy robimy jedno i drugie? Najpierw "zdejmij" trochę ciężaru, pozwól na podnoszenie i opuszczanie i dodaj "trochę więcej", aby wykonać operację odwrotną?
Odpowiedzi
Najpierw tylko komentarz do sformułowania: Feynman mówi, że należy usunąć „małą wagę”, a nie „małe ciężary”. Wyobrażam to sobie jako użycie noża do zgolenia niewielkiej ilości masy z jednej z kostek. Oczywiście szczegóły dotyczące usuwania masy nie mają tak naprawdę znaczenia, ale chcę się tylko upewnić, że jest jasne, że Feynman nie mówi o usunięciu całego pudełka z żadnej wagi.
Drugi ogólny komentarz jest taki, że myślę, że czytasz Feynmana z bardzo dużą dokładnością, podczas gdy Feynman ma tendencję do używania argumentów bardzo fizycznych i „języka naturalnego”. Jako sugestia, możesz znaleźć inną książkę (Landau i Lifschitz? Kleppner?), Która zawiera więcej szczegółów matematycznych, aby była mniej frustrująca. Oczywiście Feynman ma wiele wglądu i warto go przeczytać, ale po prostu podnoszę to, ponieważ jest to jeden z częstych powodów, dla których ludzie uważają Feynmana za trudnego do naśladowania (dopóki nie masz już doświadczenia w tym, o czym mówi).
Tak czy inaczej, oto jak interpretuję słowa Feynmana:
- „unieść”: usunąć z wagi część masy.
- „rzeczywista maszyna podnosząca”: taka, której przegub ma siły tarcia działające na wagę, które rozpraszają energię.
- „dodaj trochę więcej”: dodaj trochę dodatkowej energii (nie masy).
Składając to wszystko razem, jeśli „podniesiesz” (usuniesz) niewielką (nieskończenie małą) masę z lewej płytki na swojej figurze, wtedy waga zacznie podnosić trzy masy. Jeśli jednak na osi wagi występuje tarcie, które może rozpraszać ciepło (co z pewnością wystąpi, jeśli jest to „rzeczywista maszyna podnosząca”), wówczas waga zwolni i zatrzyma się, zanim masy osiągną maksymalną możliwą wysokość. Dlatego należy „dodać trochę dodatkowej” energii (poza zwykłym usunięciem nieskończenie małej ilości masy), aby pokonać tarcie i podnieść te trzy masy.