统计力学引导厘米尺度物体的运动
统计力学
2018-05-29 v1
摘要
对于厘米尺度物体的概率运动，由于当前技术的复杂性，一直缺乏计算和机理解释。例如，预测翻转汽车的最终构型概率仍然极具挑战。本文引入新的统计方法来解决这些宏观问题。玻尔兹曼原理在统计力学中已有一个世纪的历史，用于解释气体、液体和固体中物质的热力学性质。通常研究的系统涉及大量原子尺度粒子。然而，将玻尔兹曼原理应用于厘米到人体尺度的单个物体是不寻常的。我们证明统计力学的概念仍然适用于描述掷骰子落在特定面的概率。对于规则骰子，每面概率1/6是众所周知的。对于正交骰子，对称性被破坏，因此需要新工具来预测每面概率。我们提出基于玻尔兹曼原理的新方法，使用合成温度项。令人惊讶的是，该方法只需要投掷物体的尺寸作为输入来计算势能，无需其他拟合参数。对23种不同尺寸的骰子超过五万次采样的实验数据，统计预测与实验结果吻合良好。我们认为，能够以简单易处理的方式预测宏观大尺度概率现象的结果，为解释临界厘米尺度上的许多现象开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1805.10812,
title = {Statistical mechanics guides the motions of cm scale objects},
author = {S. Siriroj and P. Simakachorn and N. Khumtong and T. Sukhonthamethirat and S. Chaiyachad and P. Chanprakhon and K. Chanthorn and S. Dawprateep and T. Eknapakul and I. Fongkaew and C. Jaisuk and T. Jampreecha and W. Jindata and Y. Kaeokhamchan and T. Kongnok and P. Laohana and K. Lapawer and S. Lowpa and A. Mooltang and S. Musikajaroen and S. Nathabumroong and A. Panpar and S. Phumying and S. Polin and A. Rasritat and A. Ritwiset and W. Saengsui and W. Saenrang and T. Saisopa and S. Sangphet and T. Sawasdee and S. Sonsupap and S. Suksombat and T. Suyuporn and M. Tepakidareekul and T. Thiwatwaranikul and P. Tipsawat and S. Waiprasoet and W. Meevasana},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.10812},
year = {2018}
}
备注
5 pages, 4 figures