자연의 힘과 에너지: 보존의 법칙.

3장.
자연의 힘과 에너지: 보존의 법칙.

64. 마지막 장에서 우리는 독자들에게 두 가지 종류의 에너지를 소개했습니다. 이제 물리학의 전체 분야를 통해 다른 품종을 찾는 것이 우리의 의무가 될 것입니다. 여기에서 모든 에너지는 위치 의 에너지 와 실제 운동 의 두 가지 종류로 구성되어 있으며 , 또한 이러한 구분은 가시적인 에너지와 마찬가지로 보이지 않는 분자 에너지에도 적용된다는 점을 명심하는 것이 좋습니다. 이제 위치 에너지는 어떤 힘과 관련하여 유리한 위치에 있는 신체를 의미하며 따라서 우리는 자연의 다양한 힘을 조사함으로써 적절하게 탐색을 시작할 수 있습니다.

중력.

65. 이러한 힘 중 가장 일반적이고 아마도 가장 중요한 것은 중력 이며 이 힘의 작용 법칙은 다음과 같이 선언될 수 있습니다 . 우주의 모든 입자는 다른 모든 입자를 힘으로 끌어당깁니다.[49페이지] 끌어당기는 입자와 끌어당긴 입자의 질량에 함께 의존하고 둘 사이의 거리의 제곱에 반비례하여 변합니다. 약간의 설명은 이것을 명확하게 할 것입니다.

질량이 1인 입자 또는 입자 시스템을 질량이 1인 다른 입자 또는 입자 시스템으로부터 1만큼 떨어진 거리에 배치한다고 가정합니다. 이 둘은 서로를 끌어당길 것입니다. 그들 사이의 상호 매력을 단일성과 동일하게 간주하는 데 동의합시다.

이제 한쪽에는 질량이 2로 표시되는 두 개의 시스템이 있고 다른쪽에는 질량이 1로 표시되는 이전과 동일한 시스템이 있는 반면 거리는 변경되지 않은 상태로 남아 있다고 가정합니다. 이중 시스템이 이제 이중의 힘으로 단일 시스템을 끌어당길 것이 분명합니다. 다음으로 두 시스템의 질량이 두 배가 되고 거리는 항상 동일하다고 가정해 보겠습니다. 이제 우리는 4중의 힘을 갖게 될 것이며, 한 시스템의 각 단위는 다른 시스템의 각 단위를 끌어당깁니다. 마찬가지로 한 계의 질량이 2이고 다른 계의 질량이 3이면 힘은 6이 됩니다. 예를 들어 한 계의 성분을 A 1 , A₂, 다른 계의 성분을 A2라고 부를 수 있습니다. A 3 , A 4 , A 5 , 그리고 우리는 A1 은 A 3 , A 4 및 A 5 쪽으로 3배의 힘으로 당겨지고 A₂는 3배의 힘으로 A 3 , A 4 및 A 5 쪽으로 당겨져 모두 6과 같은 힘이 됩니다.

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다음 장소에서 질량은 변경되지 않고 그대로 두지만 사이의 거리를 두 배로 하면 힘이 네 배로 줄어듭니다. 거리를 3배로 하면 힘이 9배로 감소하는 식입니다.

66. 중력은 아주 약한 힘으로, 멀리서도 작용할 수 있거나 적어도 그렇게 보이는 것처럼 보일 수 있습니다. 우리가 그 표면에서 그토록 친숙한 힘을 생성하기 위해서는 전체 지구의 질량이 필요하며, 거대한 암석이나 산의 존재는 어떤 물질의 무게에 눈에 띄는 차이를 일으키지 않습니다. 240,000마일 떨어진 달에 작용하는 것은 물론 거리에 따라 감소한 지구의 중력이며, 태양의 중력은 지구와 우리 시스템의 다른 여러 행성에도 같은 방식으로 영향을 미칩니다.

탄성력.

67. 탄성력은 작용 방식이 중력과 매우 다르지만 아직 물질의 눈에 보이는 배열 때문입니다. 따라서 석궁이 구부러지면 활에 눈에 띄는 변화가 생기며, 이는 전체적으로 이 굽힘에 저항하고 이전 위치로 돌아가려는 경향이 있습니다. 그러므로 활을 구부리는 데는 에너지가 필요하며, 이는 땅 위로 무게를 들어올리는 것과 마찬가지로 진실하고 가시적으로 볼 수 있습니다. 따라서 탄성은 중력만큼이나 진정한 힘의 일종입니다. 우리는 여기서 이 힘이 작용할 수 있는 다양한 방식 또는 고체 탄성 물질이 저항하는 다양한 방식에 대해 논의하지 않을 것입니다.[51페이지] 그것을 변형하려는 모든 시도; 그러나 모든 경우에 신체에 작업을 가해야 하고 어떤 감각적인 변형이 일어나기 전에 탄성의 힘이 특정 공간 전체에 걸쳐 직면하고 극복되어야 한다는 것이 명백히 나타납니다.

결속력.

68. 이제 많은 물질 덩어리를 움직이는 힘은 떠나고, 이 큰 덩어리를 구성하는 더 작은 입자 사이에 존재하는 힘에 대해 논의하기로 합시다. 그리고 여기서 우리는 분자와 원자에 대해 한 마디만 더 말해야 하며, 비록 우리가 어느 쪽도 결코 볼 수 없을지라도 이 매우 작은 몸체 사이에 끌어낼 자격이 있다고 느끼는 구분을 해야 합니다.

첫 번째 장( Art. 7 )에서 우리는 모래의 모든 속성을 유지하는 가장 작은 실체 에 도달할 때까지 모래 알갱이의 지속적인 세분화를 가정했습니다 . 모래라고 합니다. 이 세분을 계속하면 모래 분자는 화학 성분으로 분리되어 한쪽에는 규소가 있고 다른 한쪽에는 산소로 구성되어 있습니다. 그리하여 우리는 마침내 스스로를 규소라고 부를 수 있는 가장 작은 몸체와 스스로를 산소라고 부를 수 있는 가장 작은 몸체에 도달하게 되며, 우리는 이들 중 어느 것도 다른 것으로 세분할 수 있다고 가정할 이유가 없습니다. 기초 또는 단순체로서의 실리콘. 지금,[52페이지] 실리콘 분자의 이러한 구성 요소를 원자 라고 하므로 모래 분자는 실리콘 원자와 산소 원자로 나눌 수 있습니다. 더욱이 우리는 그러한 분자와 원자가 실제로 존재한다고 가정할 강력한 이유가 있지만, 그 존재에 대한 논증에 지금 들어갈 수는 없습니다. 독자들에게 당연하게 받아들여야 하는 것 중 하나입니다.

69. 이제 두 분자의 모래를 사용합시다. 이들은 가까이 있을 때 서로에게 매우 강한 매력을 가지고 있습니다. 사실 모래나 암석의 결정 입자를 깨뜨리기 어렵게 만드는 것은 바로 이 인력입니다. 그러나 그것은 분자들이 균질한 결정 구조를 형성하기에 충분히 가까이 있을 때만 발휘됩니다. 왜냐하면 분자들 사이의 거리를 약간 늘리면 모든 인력이 완전히 사라진다는 것을 알게 되기 때문입니다. 따라서 서로 다른 모래 입자가 서로 매우 밀접하게 묶여 있음에도 불구하고 서로 다른 모래 입자 사이에는 인력이 거의 또는 전혀 없습니다. 마찬가지로 유리 조각의 완전성은 분자 사이의 인력 때문입니다. 그러나 이것들을 결점으로 분리하면, 거리의 아주 작은 증가가 입자들 사이의 인력을 크게 감소시킨다는 것을 곧 알게 될 것입니다. 그리고 그 구조는 이제 가장 작은 원인으로 인해 산산이 부서질 것입니다. 이제 이러한 예는 분자 인력 또는응집력 은 어떤 작은 거리를 통해 매우 강력하게 작용하지만 이 거리가 감지될 수 있게 되면 완전히 사라지는 힘입니다. 응집력은[53페이지] 고체에서 가장 강하고 액체에서는 훨씬 줄어들고 기체에서는 완전히 사라진다고 말할 수 있습니다. 실제로 기체 분자는 서로 너무 멀리 떨어져 있어 상호 인력이 거의 또는 전혀 없습니다. 이 사실은 마지막 장에서 이름이 언급된 줄 박사에 의해 입증되었습니다.

화학적 친화력의 힘.

70. 이제 원자 사이의 상호 힘을 고려합시다. 이들은 분자 사이의 힘보다 훨씬 더 강하지만 거리가 멀어지면 훨씬 더 빠르게 사라지는 특징이 있습니다. 예를 들어, 적절한 기회가 있을 때마다 함께 결합하여 탄산을 형성할 준비가 된 두 가지 물질인 탄소와 산소를 예로 들어 보겠습니다. 이 경우, 탄소의 각 ​​원자는 두 개의 산소와 결합할 것이고, 그 결과는 둘 중 어느 것과도 상당히 다를 것입니다. 그러나 일반적인 상황에서 탄소 또는 그 대표자인 석탄은 산소가 있거나 산소를 함유한 대기에서 변하지 않은 상태로 남아 있습니다. 산소 입자가 탄소 입자와 즉시 접촉하는 것처럼 보이지만 함께 결합하려는 경향은 없습니다. 그러나 근접성은 유리하게 작용하는 화학적 친화력을 허용하기에 충분하지 않습니다. 그러나 근접성이 충분해지면 화학적 친화력이 작동하기 시작합니다. 사실 우리는 친숙한 연소 작용을 가지고 있으며, 그 결과[54페이지] 탄소나 석탄을 공기 중의 산소와 결합하면 탄산이 생성됩니다. 여기서 우리는 매우 작은 거리에서만 작용하는 매우 강력한 힘을 가지고 있습니다. 이를 화학적 친화성 이라고 합니다. 응집력과 대조적으로 서로 다른 몸체의 원자 사이에 가해지는 인력을 나타내므로 동일한 분자 사이의 인력을 나타냅니다. 신체.

71. 중력을 멀리서 작용하거나 작용하는 것처럼 보이는 힘의 대표자로 간주한다면 응집력과 화학적 친화력은 매우 강력하지만 매우 강력한 힘을 통해서만 작용하거나 작용하는 것처럼 보이는 힘의 대표자로 간주할 수 있습니다. 거리의 작은 간격.

조금만 생각해보면 중력이 거리에 따라 매우 빠르게 감소한다면 얼마나 불편할지 알 수 있을 것입니다. 그때까지 우리를 지구에 고정시키는 유대가 잘 유지되고, 달을 지구에 고정시키는 것과 지구를 태양에 고정시키는 결합이 완전히 사라질 것이라고 가정하더라도, 그 결과는 유쾌한 것과는 거리가 멀다. . 반사는 또한 화학적 친화성이 모든 거리에서 존재한다면 얼마나 불편한지를 보여줄 것입니다. 예를 들어 석탄이 열을 가하지 않고 산소와 결합한다면 인류에 대한 이 연료의 가치가 크게 변할 것이며 인류 산업의 진보를 실질적으로 견제할 것입니다.

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