Насколько мне известно, звонок в идеальном вакууме теряет энергию и перестает звонить только из-за трения между колоколом и подвесным механизмом (из-за отсутствия сопротивления воздуха). Следовательно, теоретически возможно ли подвесить колокол между двумя противоположными магнитами или другим подвесным устройством, не требующим физического контакта, и при ударе он будет звонить вечно?
Возникла проблема с перемещением колокола в одну сторону при ударе, если только он не был обездвижен со всех четырех сторон магнитами. Будет ли магнитная сила действовать как демпфер и остановить звон колокола, или он будет звонить бесконечно?
Внутреннее трение в металле колокола в конце концов приведет к прекращению звенящих колебаний.
Колокол вибрирует, когда звонит, делая его молекулы более энергичными и выделяя тепло. Связи между молекулами колокола сопротивляются вибрациям, и, в конце концов, сила молекулярных связей создаст достаточное трение, чтобы положить конец вибрациям.
Чтобы ответить на ваш второй вопрос, см. этот отчет о проекте по гашению вибраций станка путем приложения магнитного поля к держателю инструмента: http://dynamicslab.mpe.nus.edu.sg/dynamics/Project0506/thesis0506/Vibration%20damping% 20using%20magnetic%20field%20boring%20process.pdf Было обнаружено, что магнитное поле будет гасить колебания стали, которая является одновременно избирательно проводящей и магнитной, но менее эффективно в немагнитных металлах, таких как алюминий, и отсутствует в немагнитных металлах. -металлические вещества. Интересно, что хотя магнитное поле теоретически может гасить вибрации, большая часть эффекта подавления шума, достигнутого в проекте, была связана с массой электромагнита, прикрепленного к держателю устройства!
Все, что «подвешивает» колокол — будь то болт, кусок веревки или магнитное поле — прикладывает силу. Когда колокол вибрирует, эта вибрация будет передаваться. Это потому, что сила магнита является функцией положения — вы можете получить магнитное притяжение только из-за расхождения поля, поэтому, если вы двигаетесь, сила изменяется, и это изменение будет «почувствовано» магнитом.
Очевидно, что это может быть очень слабая связь — но она будет. Если вы приложите стетоскоп к магниту, вы сможете услышать звон колокольчика — слабо.
"Ах!" вы говорите: «Что, если мы просто отправим колокол в глубокий космос, без действующей на него силы и без надоедливых молекул воздуха, замедляющих его?». Ну вибрировать он может долго - но не вечно. Любая макроскопическая механическая вибрация подвержена потерям — обычно трение молекул друг о друга при изгибе и растяжении материала в колоколе вызывает некоторый внутренний нагрев. Однако даже «идеально» упругий объект испытает некоторые потери, потому что электрические заряды, из которых состоят атомы в материале, ускоряются — а, как вы знаете, ускоряющие заряды испускают электромагнитное излучение. Сейчас этот эффект, конечно, совсем крошечный для атомов в колоколе, движущемся на акустических частотах, но «навсегда» — это очень долгое время,
См. также этот более ранний ответ , в котором рассматривается очень похожий вопрос.
Да, это закончится. Когда звонит колокольчик, одна сторона становится ближе к одному магниту, чем к другой. Другая сторона отдаляется от магнита. Это заставляет силу в одном направлении тянуть сторону, когда она возвращается назад, в конечном итоге останавливая магнит. Если мы проигнорируем это, то колокол все равно остановится, учитывая силу гравитации и то, как он в конце концов останавливает все простые гармонические движения. Кроме того, вибрация будет генерировать тепло, а тепловая энергия будет исходить от вибрации.
Если он подвешен магнитным полем, то звон вызовет возмущение поля. Это вызовет излучение электромагнитной энергии.
То же самое относится и к гравитационной силе, которую колокол оказывает на себя. Звон вызовет гравитационное излучение (потерю) энергии.
Если предположить, что колокол имеет размер и плотность большой черной дыры, потери из-за гравитационной энергии все равно будут слишком малы, чтобы их можно было обнаружить. Потери из-за электромагнитного излучения в магнитном поле больше, но все же намного меньше, чем потери из-за теплового излучения.
Росс Милликен
Эрни
Эрни