<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
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<META content="MSHTML 6.00.2800.1276" name=GENERATOR>
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<BODY bgColor=#ffffff background="">
<DIV><FONT face=Arial size=2>Gentlemen:</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>I've been following this thread for a =
while and the
physics is getting a little fast and loose, though quite
interesting!</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>First of all, the kinetic energy of the =
hammer will
<EM>not</EM> all be transmitted to the string.&nbsp; In fact only a =
small
portion will be.&nbsp; When you bounce a ball on the ground all of the =
balls
energy is not transmitted to the ground.&nbsp; The hammer will bounce =
back,
retaining much of its energy, which is subsequently dissipated into the =
back
check.&nbsp; For it to have transmitted all of its energy it would have =
to come
to a dead stop on the string and fall back naturally with gravity only, =
which is
not the case.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Secondly, all that matters is the =
angular velocity
of the hammer when it is released by the mechanism to travel =
freely.&nbsp;
Albeit this is only for a small distance, it still is no longer under =
the
influence of any outside force by the time it reaches the =
string(s).&nbsp; So
its kinetic energy (or, what is more useful in this case, its momentum) =
is
preordained by the time it strikes the string.&nbsp; No matter how its =
angular
velocity is arrived at through the complex motions of the action, it is =
all that
matters once the hammer is free.&nbsp; Think of it like the muzzle =
velocity of a
gun: though very complex things go on in the barrel of the gun, the =
whole
thing&nbsp;becomes a relatively simple ballistics problem once it leaves =
the
muzzle.&nbsp; Angular velocity is everything here.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Thirdly, the dynamic motion of the =
hammer has been
described herein&nbsp;as a linear problem, which it is not.&nbsp; The =
kinetic
energy of the hammer is <EM>not </EM>half the mass multiplied by the =
square of
the velocity.&nbsp; It would be half the moment of inertia =
(<EM>mass</EM> moment
of inertia) of the hammer and shank multiplied by the square of the
<EM>angular</EM> velocity (in radians per second).&nbsp; The difference =
between
this quantity right before the string is contacted minus the quantity =
after it
leaves the string (neglecting gravity)&nbsp;is the total loss of =
energy.&nbsp;
Some goes into vibrating the string and some goes into deforming the =
felt, etc.
(mostly dissipated as heat).&nbsp; Ostensibly this is proportionate to =
the
energy of the hammer before impact.&nbsp; </FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Thus the energy added to the vibrating =
string(s) is
only reliant upon the hammer's angular velocity...period.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Don A. Gilmore</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Mechanical Engineer</FONT></DIV>
<BLOCKQUOTE dir=ltr
style="PADDING-RIGHT: 0px; PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; =
BORDER-LEFT: #000000 2px solid; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----Original Message ----- </DIV>
  <DIV
  style="BACKGROUND: #e4e4e4; FONT: 10pt arial; font-color: =
black"><B>From:</B>
  <A title=mark.davidson@mindspring.com
  href="mailto:mark.davidson@mindspring.com">Mark Davidson</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A =
title=pianotech@ptg.org
  href="mailto:pianotech@ptg.org">Pianotech</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Wednesday, December 17, =
2003 5:52
  PM</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> Key Inertia</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>John Hartmann =
wrote:</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>&gt;The points =
are:<BR><BR>&gt;1) The
  only force that gets transferred to the string is that portion of =
<BR>&gt;the
  force applied at the key that works to accelerate the hammer and
  shank.<BR></FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>Agree.&nbsp; But note that =
not all of the
  hammer's energy is transferred to the string. </FONT><FONT =
face="Courier New"
  size=2>The hammer bounces off and is still moving, so it still has =
energy,
  which is </FONT><FONT face="Courier New" size=2>also wasted.&nbsp; =
But I think
  you mean that none of the key or wippen energy makes it to =
</FONT><FONT
  face="Courier New" size=2>the string, with which I =
agree.</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT><BR><FONT =
face="Courier New"
  size=2>&gt;2) The portion of the force applied to the key used to =
accelerate
  the <BR>&gt;key and wippen do not go into into the string but are
  wasted.</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>Agree.<BR><BR>&gt;3) Removing =
mass from
  the key and wippen will make the action more =
<BR>&gt;efficient.</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>Hmm.&nbsp; Starts to get =
fuzzy
  here.&nbsp; If you keep the same speed,</FONT><FONT face="Courier =
New" size=2>
  so less energy is wasted, then I agree. </FONT><FONT face="Courier =
New"
  size=2>But if you remove mass and play the key with the same force, =
you will
  have </FONT><FONT face="Courier New" size=2>more speed, not the =
same
  speed.<BR><BR>&gt;4) Given our ideal action with no bending and =
friction
  losses changing <BR>&gt;the hammer mass does not effect the efficiency =
of the
  action.</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>Same problem as 3.&nbsp; If =
you don't
  change the mass of hammer and wippen, and </FONT><FONT face="Courier =
New"
  size=2>keep the same key speed, you will waste the same amount of
  energy.&nbsp; But again, </FONT><FONT face="Courier New" size=2>if =
you add
  mass to the hammer and keep the same force on the key, </FONT><FONT
  face="Courier New" size=2>you will have less acceleration, less =
speed, less
  key/wippen energy wasted.</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2>So I guess I agree with 1 and =
2, but for
  3 and 4 we need to define "efficiency" before </FONT><FONT =
face="Courier New"
  size=2>we can talk about whether it stays the same or =
not.</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New" size=2></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT face="Courier New"
size=2>-Mark</FONT></DIV></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>