가상 속도의 원리.

43. 이 사실을 더욱 강하게 각인시키기 위해 정수압 프레스와 같은 완전히 다른 기계를 살펴보겠습니다. 그것의 작용 모드는 도 2 로부터 인지될 것이다 . 여기에 우리는 두 개의 실린더(넓은 실린더와 좁은 실린더)를 가지고 있습니다. 이 실린더는 하단에서 강한 튜브로 서로 연결되어 있습니다. 각 실린더에는 방수 피스톤이 제공되며, 그 아래 공간은 물로 채워져 있습니다. 따라서 두 개의 실린더가 함께 연결되어 있고 물은 비압축성이므로 한 피스톤을 아래로 내리면 다른 피스톤이 위로 밀려 올라가는 것이 명백합니다. 작은 피스톤의 면적이 1제곱센티미터라고 가정합시다. [3]큰 피스톤의 크기는 100제곱센티미터이고 작은 피스톤에 10kg의 무게를 적용해 보겠습니다. 이제 정수역학의 법칙에 따르면 더 큰 피스톤의 모든 평방 센티미터는 10킬로그램의 힘으로 위쪽으로 눌려져 피스톤은 1000킬로그램의 힘으로 모두 장착됩니다. 즉, 그것은 상승할 때 이 양의 무게를 올릴 것입니다.

그렇다면 작은 피스톤에 10kg의 압력이 가해지면 큰 피스톤이 1000kg의 힘으로 상승할 수 있는 기계가 있습니다.[33페이지] 그러나 작은 피스톤은 1미터 떨어지는 동안 큰 피스톤은 1센티미터만 올라가는 것을 보는 것은 매우 쉽습니다. 피스톤 아래의 물의 양이 항상 같기 때문에 좁은 실린더에서 이것을 1미터 아래로 밀면 넓은 실린더에서 1센티미터만 올라갑니다.

이제 이 기계로 얻을 수 있는 것이 무엇인지 생각해 봅시다. 더 작은 피스톤에 가해지는 10kg의 힘은 1미터를 통해 떨어지게 되며, 이것은 우리가 우리 기계에 소비한 에너지의 양을 나타내는 반면, 우리는 1센티미터를 통해 1000킬로그램을 얻습니다. 도르래의 경우와 마찬가지로 여기에서 에너지의 반환은 지출과 정확히 동일하며 마찰을 무시하는 한 기계로 인해 얻는 것도 손실되는 것도 없습니다. 우리가 하는 모든 일은 에너지를 보다 편리한 형태로 바꾸는 것입니다. 그러나 우리는 정수압 프레스를 통해 얻는 엄청난 압력이나 힘을 얻기 위해 공간이나 움직임의 속도를 기꺼이 희생합니다.

가상 속도의 원리.

44. 이 삽화는 독자들이 기계의 진정한 기능을 인식하도록 준비시켜 줄 것입니다. 이것은 갈릴레오에 의해 처음으로 명확하게 정의되었는데, 그는 어떤 기계에서든 종류에 상관없이 작은 것으로 큰 무게를 들어올리면 작은 무게가 그것이 통과하는 공간에 곱해짐을 발견할 것입니다.[34페이지] 낮추면 큰 무게에 무게를 곱한 것과 정확히 같습니다.

가상 속도의 원리로 알려진 이 원리를 통해 우리는 우리의 진정한 위치를 한 번에 인지할 수 있습니다. 우리는 메커니즘의 세계가 에너지가 생성되는 공장이 아니라 한 종류의 에너지를 가져와 우리에게 더 잘 맞는 다른 종류와 동등한 것으로 바꾸거나 교환할 수 있는 마트라는 것을 알고 있습니다. 우리가 손에 아무것도 들고 오지 않는다면, 우리는 가장 확실하게 돌아올 것입니다. 실제로 기계는 생성하지 않고 변환만 하며, 이 원리를 통해 역학에 대한 추가 지식 없이도 배열의 평형 조건이 무엇인지 알 수 있습니다.

예를 들어, 한 쪽 팔이 다른 쪽 팔의 3배인 지렛대를 찾아야 한다고 가정해 보겠습니다. 여기서 우리가 레버의 균형을 한 알갱이만큼 초과하여 힘이 있는 긴 팔이 아래로 떨어지고 무게가 있는 짧은 팔이 위로 올라가게 하면 긴 팔은 1인치마다 3인치씩 떨어질 것이 분명합니다. 짧은 팔이 올라가는 것; 따라서 이를 보완하기 위해 긴 팔의 1kg이 짧은 팔의 3kg 균형을 맞추거나 힘이 1:3처럼 무게에 가해질 것입니다.

 

마찰이 하는 일.

46. ​​지금 주어진 두 가지 예는 독자들이 기계의 진정한 기능을 볼 수 있도록 하기에 충분하며, 이제 그들은 어떤 기계도 기계에 소비된 것보다 더 많은 에너지를 되돌려주지 않을 것이라는 점을 인정할 의향이 있습니다. 그러나 덜 돌려주지 않을 것이라는 점은 똑같이 분명하지 않습니다. 실제로, 지속적으로 그렇게 하고 있다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 우리는 기계에 마찰이 없다고 가정했지만 마찰이 없는 기계는 없으며 그 결과 기계의 가용 결과가 이 결점으로 인해 다소 감소하게 됩니다. 이제 우리가 명확하게 볼 수 없다면[36페이지] 마찰이 실제로 어떤 역할을 하는지, 우리는 에너지 보존을 증명할 수 없습니다. 우리는 에너지가 생성될 수 없다는 것을 충분히 분명히 알지만 파괴될 수 없다고 똑같이 확신하지는 않습니다. 참으로 우리는 그것이 파괴되었다고 믿을만한 명백한 근거가 있다고 말할 수 있습니다. 그것이 우리의 현재 입장입니다. 이제 에너지 보존 이론이 사실이라면, 즉 에너지가 어떤 의미에서든 파괴할 수 없는 경우 마찰은 스스로가 에너지의 파괴자가 아니라 에너지를 덜 분명하고 덜 분명한 것으로 변환시키는 역할을 하는 것으로 판명될 것입니다. 덜 유용한 형태일 수 있습니다.

47. 그러므로 우리는 마찰이 실제로 무엇을 하는지 연구하고, 또한 가시적으로 움직이는 물체나 물의 머리가 소유하는 것과는 거리가 먼 형태의 에너지를 인식할 준비를 해야 합니다. 마찰에 충격을 추가할 수 있습니다. 에너지가 분명히 파괴되는 과정입니다. 그리고 우리가 가지고 있는 것처럼( Art. 39) 킬로그램이 수직으로 위쪽으로 발사된 경우를 고려하여 위쪽으로 발사한 것과 동일한 에너지로 궁극적으로 지면에 도달한다는 것을 보여줌으로써 실험을 한 단계 더 진행하고 그 후에 에너지가 어떻게 되는지 질문할 수 있습니다. 땅을 치고 쉬었느냐? 우리는 망치가 모루를 친 후 대장장이의 타격 에너지가 어떻게 되는지, 또는 목표물을 명중한 후 대포알의 에너지가 어떻게 되는지, 또는 그 후 철도 열차의 에너지가 어떻게 되는지 묻는 것으로 질문을 변경할 수 있습니다. 브레이크 휠의 마찰로 인해 정지되었습니까? 이 모든[37페이지] 충격이나 마찰이 육안으로 보이는 에너지를 파괴한 것처럼 보이는 경우입니다. 그러나 이 파괴처럼 보이는 것을 선언하기 전에 가시 에너지가 명백히 파괴되는 순간에 다른 것이 나타나는지 묻는 것이 분명히 마땅합니다. 결국 에너지는 동양의 마술사들과 같아서 다양한 형태로 변신하는 능력을 가지고 있지만 완전히 사라지지 않도록 주의를 기울인다고 합니다.

모션이 파괴되면 히트가 나타납니다.

48. 이제 우리가 제기한 질문에 대한 답으로 가시 에너지가 충격이나 마찰에 의해 명백하게 파괴될 때마다 다른 것이 나타나며 어떤 것이 열 이라고 자신 있게 주장할 수 있습니다 . 따라서, 모루 위에 올려진 납 조각은 대장장이의 망치를 연속적으로 두드려서 크게 뜨거워질 수 있습니다. 부싯돌과 강철이 충돌하면 열이 발생하고 빠르게 움직이는 대포알은 강철 목표물을 때릴 때 붉게 가열될 수도 있습니다. 다시 말하지만, 마찰과 관련하여 우리는 어두운 밤에 철도 열차를 멈추게 하는 브레이크 휠에서 불꽃이 발생한다는 것을 알고 있으며, 또한 철도 객차의 차축이 그리스가 잘 공급되지 않습니다.

마지막으로, 그 학생은 책상에 놋쇠 단추를 문질러 이웃의 손등에 대고 있는 습관이 있다고 우리에게 말할 것입니다.[38페이지] 자신의 손이 이런 식으로 다루어졌을 때 그는 버튼이 틀림없이 뜨겁다는 것을 알게 되었습니다.

모션의 종류를 가열합니다.

49. 오랫동안 마찰이나 충격에 의한 열의 출현은 설명할 수 없는 것으로 여겨졌습니다. 왜냐하면 열은 일종의 물질이라고 믿었고 이 모든 열이 어디서 오는지 이해하기 어려웠기 때문입니다. 물질 가설의 지지자들은 의심할 여지 없이 그러한 과정에서 열이 이웃 물체로부터 끌어내어 열량(가상의 열 물질에 붙은 이름)이 압축되거나 문질러질 수 있다고 감히 제안했습니다. , 과정에 따라 타악기 또는 마찰. 그러나 이것은 지난 세기 말경 험프리 데이비 경(Sir Humphry Davy)이 그것을 지지할 수 없다는 것을 분명히 보여주기 전에도 설명할 수 없는 것으로 많은 사람들에 의해 간주되었습니다.

50. Davy의 실험은 두 조각의 얼음이 거의 녹을 때까지 함께 문지르는 것으로 구성되었으며, 이 경우 생성된 열을 얼음에서 추출할 수 없음을 보여 주는 방식으로 실험 조건을 변경했습니다. 이웃 시체.

51. 우리가 이 실험에 의해 주도하게 된 대안을 고려하기 위해 잠시 멈추자. 우리가 여전히 열을 물질로 간주한다면 이것은 주변 물체에서 취한 것이 아니므로 마찰 과정에서 반드시 생성되었을 것입니다. 하지만 우리가 선택한다면[39페이지] 열을 운동의 한 종으로 간주하기 위해 더 간단한 대안이 있습니다. 왜냐하면 가시적 운동의 에너지가 마찰 과정에서 사라지기 때문에 열이 일종의 분자 운동으로 변형되었다고 가정할 수 있기 때문입니다. 열; 이것이 Davy가 내린 결론이었습니다.

52. 거의 같은 시기에 다른 철학자가 비슷한 실험을 하고 있었습니다. 럼포드 백작은 뮌헨의 무기고에서 대포 천공을 감독하고 있었고 이 과정에서 발생하는 엄청난 열량에 강제로 타격을 입었습니다. 이 열의 근원은 그에게 절대적으로 고갈되지 않는 것처럼 보였고, 그것을 물질 종의 창조로 간주하기를 꺼렸고, 그는 Davy처럼 그것을 운동으로 귀인하게 되었습니다.

53. 그러므로 열이 운동의 일종이라고 가정하면, 다음 요점은 그것이 어떤 운동인지, 그리고 어떤 점에서 일반적인 가시적 운동과 다른지 이해하려고 노력하는 것입니다. 이를 위해 승객으로 가득 찬 철도 객차가 빠른 속도로 회전하고 탑승자는 조용하고 편안하다고 상상해 봅시다. 같은 방향. 이제, 기차가 갑작스러운 점검을 만난다고 가정합니다.— 재앙이 결과로 발생하고 객차에 탑승한 사람들의 조용한 평온은 즉시 끝이 납니다.

마차가 고장난 것이 아니고 그 안에 탄 사람들이 죽임을 당했다고 가정하더라도, 그들은 모두 폭력적인 상황에서[40페이지] 흥분 상태; 엔진을 앞에 두고 있는 사람들은 반대편 이웃들을 향해 힘차게 몰아붙이며, 의심할 여지 없이 강제로 격퇴되고 각자가 총력전에서 자신을 돌보고 있습니다. 이제 우리는 타악기가 열로 전환될 때 어떤 일이 일어나는지에 대한 아이디어를 얻기 위해 사람을 입자로 대체하기만 하면 됩니다. 우리는 이 행위에서 원자들의 격렬한 충돌, A가 B를 밀어내는 것과 같은 폭력, B의 편을 밀어내는 것과 같은 폭력―똑같은 투쟁, 혼란, 흥분―을 가졌거나 가지고 있다고 가정한다. 차이점은 입자가 사람 대신 가열된다는 것입니다.

54. 우리는 지금 우리가 제시한 증거가 직접적인 증거가 아님을 인정해야 합니다. 실제로 우리는 첫 번째 장에서 이러한 개별 입자를 보거나 그 움직임을 관찰하는 것이 불가능하다고 설명했습니다. 따라서 열이 그러한 움직임에 포함되어 있다는 주장에 대한 우리의 증거는 직접적일 수 없습니다. 우리는 그것이 그렇게 구성되어 있다고 볼 수는 없지만 합리적인 존재로서 우리의 추측이 옳다고 확신할 수 있습니다.

지금 주어진 논증에서 우리가 시작할 수 있는 대안은 두 가지뿐입니다. 하나는 열이 입자의 운동으로 구성되어야 하거나, 충격이나 마찰이 열로 변환될 때 열량이라는 독특한 물질이 생성되어야 하는 것입니다. 운동의 종은 반드시 물질의 종이어야 합니다. 이제 우리는 열을 대안에 대한 운동의 한 종으로 간주하는 것을 선호했습니다.[41페이지] 특이한 종류의 물질이 생성되었다고 가정합니다.

55. 그럼에도 불구하고, 열을 운동의 일종으로 인정하기보다는 물질의 생성을 허용할 상대에게 할 말이 있는 것이 바람직합니다. 그런 사람에게 우리는 무수한 실험을 통해 뜨거운 물체가 차가운 물체보다 눈에 띄게 무겁지 않다는 것이 확실해져서 열이 물질의 종이면 중력의 법칙에 영향을 받지 않는 물체라는 것이 확실하다고 말할 것입니다. 철선을 산소 가스 속에서 태우면 철이 산소와 결합한다고 말할 자격이 있습니다. 왜냐하면 가스가 잃은 만큼 제품이 원래 철보다 더 무겁다는 것을 알기 때문입니다. 그러나 연소하는 동안 철이 열량이라는 물질과 결합했다는 증거는 없으며 그러한 증거가 없다는 사실만으로도 우리는 열을 물질의 종이 아니라 운동의 종으로 간주할 수 있습니다.