เปลนิวตัน สูญเสียงพลังงานแบบไหนบ้าง

กระทู้คำถาม

ฟิสิกส์ วิศวกรรมศาสตร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ อนุรักษ์พลังงาน

ขอวอนผู้มีความรู้อธิบายทีครับ ว่าการแกว่งแต่ละครั้งของเปลนิวตันมีการสูญเสียพลังงานยัง ทำไมมันถึงหยุดเคลื่อนที่ในที่สุด และมีการสูญเสียพลังงานแบบไหนบ้าง

ถูกใจให้พอยต์

สมาชิกหมายเลข 3318894

คำตอบที่ได้รับเลือกจากเจ้าของกระทู้

ความคิดเห็นที่ 2

มาจาก IYPT ใช่ไหมท่าน? ช่วงนี้ถามกันหลายคนเลย
เรื่องนี้ถ้าพิจารณาสมการจริงๆมันจะยุ่งมากครับ
เนื่องจากการชนในโลกแห่งความเป็นจริง ล้วนเป็นการชนแบบไม่ยืดหยุ่นทั้งสิ้น
ทำให้พลังงานส่วนหนึ่งหรือเกือบทั้งหมดสูญเสียไปทุกครั้งที่เกิดการชน
ส่วนใหญ่ก็จะสูญเสียไปกับแรงเสียดทาน เสียง และความร้อน

ถ้าเราพิจารณาส่วนหนึ่งของเปล มองว่ามันคือSHM
ซึ่งในโลกเรามีอากาศอยู่ การเคลื่อนที่ใดๆจึงเลี่ยงไม่ได้ที่จะไม่สูญเสียพลังงานให้กับอากาศ
ในกรณีของอากาศทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบการสั่นอย่างง่ายภายใต้การหน่วง(underdamped simple harmonic motion)

หรือก็คือแอมปลิจูดจะลดลงเรื่อยๆตลอดเวลาการกวัดแกว่งจนเป็น0 เข้าสู่จุดสมดุล (เป็นกราฟexponential)
กลับมาที่เปลนิวตัน เรามีมวลหลายๆก้อน ซึ่งมวลทุกก้อนมีการเคลื่อนไหวแบบ underdamped
อาจจะรวมพลังงานที่เสียไปกับแรงเสียดทานของเชือกด้วยเลยก็ได้ครับ

ต่อมาเป็นสิ่งที่เราอาจจะมองไม่ออก แต่เราได้ยินชัดเจน นั่นคือ "เสียง" ซึ่งเป็นการส่งผ่านพลังงานรูปแบบหนึ่ง
แกร๊กๆ แกร๊กๆ เป็นหลักฐานอย่างดีว่าพลังงานสูญเสียไปในรูปของเสียง
ถ้าสังเกตดีๆจะเห็นว่า มวลก้อนแรกจะเคลื่อนที่ไปชนกับก้อนสองซึ่งไปชนก้อนข้างๆต่อๆกันไปจนก้อนสุดท้ายเหวี่ยงกลับมาชนก้อนรองสุดท้ายแล้วก็ชนต่อๆกันไปถึงก้อนแรก อันนี้ผมไม่แน่ใจ แต่คิดว่าน่าจะเป็นรูปแบบที่พลังงานที่สูญเสียไปมากที่สุดครับ

อีกอย่างหนึ่งคือสิ่งที่ไม่ค่อยเห็นจะเกิดเลยคือความร้อน แต่จริงๆแล้วเกิด
ซึ่งความร้อนจะเกิดบริเวณที่ชน ไม่ต้องไปพิจารณาความร้อนที่เกิดรอบมวลหรืออากาศโดยรอบ เนื่องจากความเร็วต่ำมากไม่เหมือนพวกเหนือเสียง จึงทำให้ผลของความร้อนนี้มีค่าน้อยมากๆๆๆ
แต่ถ้าจะใช้เรื่องนี้ ก็น่าจะมีคนถามว่า แล้วรู้ได้อย่างไรว่าเกิดความร้อน ท่านก็ต้องไปหาthermal cameraมาส่องเป็นหลักฐาน
อย่างเช่นในวิดีโอนี้