¿Cómo entender el razonamiento de Feynman sobre el movimiento perpetuo?

Estoy estudiando Lectures on Physics de Feynman, y realmente no entiendo su razonamiento aquí:

Considere las máquinas de levantamiento de pesas ¯ máquinas que tienen la propiedad de levantar un peso bajando otro. Hagamos también una hipótesis: que no existe el movimiento perpetuo con estas máquinas de levantamiento de pesas... Si, cuando hemos subido y bajado muchas pesas y restauramos la máquina a su estado original, nos encontramos con que el El resultado neto es haber levantado un peso, entonces tenemos una máquina de movimiento perpetuo porque podemos usar ese peso levantado para ejecutar otra cosa.

Ahora, simplemente no puedo entender esto. Si subimos y bajamos norte pesas con esta máquina, obviamente el resultado es que norte se han levantado pesas y norte se han bajado los pesos. Pienso entonces: “bueno, entonces todo lo que se levantó se bajó”, pero podemos empezar el proceso con un peso ya levantado.

Luego, cuando lo devolvamos al estado original, habrá un peso levantado en total. No sé cómo razonar con esto, creo que realmente no entiendo el punto sobre el movimiento perpetuo. ¿Alguien puede ayudarme a entender esto correctamente y desarrollar algo de intuición?

Si encontramos que el resultado neto es haber levantado un peso. Como ha razonado, ese no es el caso en realidad. De hecho, la energía se convierte en calor a medida que levantamos y bajamos las pesas.
O, para poner la respuesta de @Greg bajo una luz diferente, Feynman está razonando "prueba por contradicción": en un texto de matemáticas, el lector esperaría mucho más encontrar esto y estaría listo; a menudo verás palabras mucho más explícitas como "Supongamos que encontramos lo contrario..." o "Supongamos que encontramos lo contrario..." o incluso "Supongamos que asumimos lo contrario e imaginamos que encontramos...". Uno de los dones de Feynman fue que podía deslizar un razonamiento riguroso (dispositivos como reductio ad impossibilem) en palabras cotidianas muy amistosas: pero puede llevar algo de tiempo acostumbrarse.

Respuestas (2)

Básicamente está diciendo que suponga que tiene un sistema complicado de pesas conectadas por poleas, y cada pesa puede estar en solo uno de dos estados: arriba o abajo. Pero puede intercambiar cuáles están hacia arriba y hacia abajo, por ejemplo, puede hacer que 3 pesos ligeros suban haciendo que uno pesado baje, y hay muchos otros movimientos como este que puede hacer.

Ahora, su punto es que no puede tener una secuencia de movimientos que lo lleve a una configuración final que es igual a la configuración inicial, excepto que uno de los pesos iniciales hacia abajo ahora está hacia arriba.

Su razón es que si pudieras hacer esto, entonces podrías usar la energía de bajar el peso para generar electricidad o lo que sea. Tenga en cuenta que después de haber bajado el peso, volverá al estado inicial. Entonces, en particular, podría usar parte de la energía obtenida del proceso para alimentar una máquina que mueva las pesas nuevamente. Esto le daría un suministro ilimitado de energía.

Su confusión fue pensar que Feynman estaba diciendo que era ilegal tener un peso levantado en el estado final. Esto no es lo que dice Feynman. Está diciendo que la configuración final no puede tener pesos adicionales levantados. Entonces, si un peso inicialmente bajo está arriba en el estado final, debe haber otro peso que haya bajado desde el estado inicial.

Entonces, ese peso extra levantado proporciona algo de energía 'gratis', ¿verdad? Pero obtienes solo una cantidad limitada de esa energía gratis, después de consumirla, ¿qué haces a continuación?
@Bardo Buena pregunta, debería haber explicado. Tendrías ese peso extra levantado en el estado final. Luego bajas ese peso y obtienes la energía 'gratis' como dices. En este punto, está de regreso en el estado inicial y puede repetir el procedimiento para levantar el peso nuevamente. Entonces, al repetir este proceso, puede obtener tanta energía 'gratuita' del sistema como desee. He editado mi respuesta para incluir esta información.
¡Gracias! Le pregunté esto porque hace dos noches, mientras leía las conferencias del Sr. Feynman, me encontré con este capítulo en particular y esa pregunta cruzó por mi mente. Después de re-re-re-leer esa parte finalmente entendí. ¡¡¡No estaba prestando suficiente atención al texto!!! No soy un hablante nativo de inglés. Anoche, a las 2:00 a. m. (GMT+3), finalmente lo entendí, después de apresurarme a preguntar esto. Cuando leí tu explicación me alegró mucho saber que razonaba bien. No es correcto porque usted o el Sr. Feynman lo hayan dicho, es porque nuestra conclusión está bien sustentada por un análisis lógico. ¡Gracias de nuevo!
¡Que tenga un buen día, señor!
¿Podría dar un ejemplo de una secuencia de movimientos y el resultado de ellos en esta máquina hipotética?
@BrianMoths ¿cuál puede ser la secuencia de movimientos?
@Sipo ver esta respuesta .

Mi interpretación:

La definición de una máquina de movimiento perpetuo es aquella en la que se produce más energía de la que se consume, es decir, obtener algo de la nada.

Los ejemplos clásicos de máquinas de movimiento perpetuo son aquellas que implican algún tipo de ciclo repetitivo, y se espera un exceso de energía de alguna forma al final de cada ciclo. Entre los ejemplos están los sistemas que levantan y bajan pesos; al final de un ciclo repetitivo, debe haber un exceso de peso levantado, es decir, energía potencial disponible para la extracción. Esto es imposible, porque en su forma más simple sería equivalente a una pelota rodando espontáneamente cuesta arriba.