討論永動(dòng)機(jī)(中)
今天繼續(xù)給讀者朋友們看一些永動(dòng)機(jī)。廢話少說(shuō),let's go!

三、水塔永動(dòng)機(jī)
有的永動(dòng)機(jī)會(huì)用浮力來(lái)設(shè)計(jì)。不得不說(shuō)浮力也是個(gè)好東西(盡管這是初中物理的噩夢(mèng)),物體放在流體里面各表面有壓力差就形成了浮力,我們用阿基米德原理計(jì)算浮力。

針對(duì)示意圖我描述一下:這個(gè)塔里裝水,塔高20米,塔的上下各有一個(gè)定滑輪,一根堅(jiān)固的鋼繩繞在滑輪上,繩子上還穿著14個(gè)空的邊長(zhǎng)1米的鐵皮箱子,不透水。
那這個(gè)裝置怎么工作?6個(gè)箱子浸在水里,受浮力作用。而左右兩側(cè)都有6個(gè)箱子,重力相互平衡。那么6個(gè)箱子受的總浮力為F浮=G排=6×1000kg/m3×1m3×10N/kg=60000N,每轉(zhuǎn)一圈可做功W=Fs=60000N×20m=1200000J
妙啊……你找到破綻了嗎?
請(qǐng)不要忘記液體內(nèi)部有液體壓強(qiáng)!如果箱子要從底部進(jìn)入塔中上升,必須克服水壓。而箱子上表面受到水的壓力為F壓=pS=1000kg/m3×10N/kg×20m×1m3=200000N,箱子受到向下的力遠(yuǎn)大于向上的力,這個(gè)裝置怎么會(huì)動(dòng)起來(lái)呢?
有的永動(dòng)機(jī)就是這樣,分析起來(lái)看似沒(méi)有問(wèn)題,但我們只要考慮周到,拿起筆算一算就能發(fā)現(xiàn)漏洞。

四、水輪永動(dòng)機(jī)

這個(gè)看起來(lái)就簡(jiǎn)單多了,沒(méi)有上一個(gè)那樣氣勢(shì)磅礴。
我們能很直觀地明白設(shè)計(jì)者的意圖。木輪在水里的部分受到浮力一定會(huì)上浮,然后木輪就開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)永不停息。哈哈,是不是很合理?
這么簡(jiǎn)單的裝置我們不妨一試。但你一定不會(huì)看到木輪轉(zhuǎn)動(dòng)。讓我們好好分析一下。水的壓力的方向是垂直于物體表面的,在這個(gè)情形里表現(xiàn)為力的方向都通往木輪的軸,這些力都沒(méi)有力臂,怎么能使木輪轉(zhuǎn)動(dòng)呢?要使木輪轉(zhuǎn)動(dòng),必須有沿著輪的圓周的切線方向的力。
這樣看來(lái),破解永動(dòng)機(jī)也能有效又有趣地鞏固我們的物理知識(shí),提高解決問(wèn)題的能力,并幫助我們繞開(kāi)前人的誤區(qū)。
那些想發(fā)明水力永動(dòng)機(jī)的人,從阿基米德原理那里得到了誘人的“精神食糧”,他們總是不遺余力地將那些好像失去的重量當(dāng)作機(jī)械能的永恒動(dòng)力。
往下看之前,請(qǐng)先經(jīng)受浮力大魔王的考驗(yàn)(嘿嘿嘿)(仍不提供答案)。


五、噴泉永動(dòng)機(jī)

這個(gè)看著有點(diǎn)復(fù)雜,里面的管子也看不清。讓我們來(lái)搞個(gè)明了的示意圖。

再來(lái)介紹一下它的工作原理。我們往中間與上側(cè)的瓶子里裝水,上面瓶子里的水會(huì)流到最下面,隨著下面瓶子里水變多空氣就被擠壓,從而把下面的水壓到中間的瓶子里,中間瓶子里的空氣再被壓縮把水壓到上面的瓶子,我們就能看到噴泉一樣的景象。那么如果我們用上面管子里流出的水帶動(dòng)水輪機(jī)不就能發(fā)電了?
妙啊……請(qǐng)?jiān)僮屑?xì)想想。

如果你看不出端倪,我?guī)湍阆雀难b一下這套裝置??纯茨隳芊窨赐高@個(gè)。顯然,這是一個(gè)連通器,兩個(gè)開(kāi)口,中間連接。那么根據(jù)連通器原理,上面瓶子里水與上面管子里的水高度相平。
那么,再回到原裝置,我們從能量的角度來(lái)看它。如果讀者做了這個(gè)裝置,那么一定會(huì)看到上面的水噴了一會(huì)就不噴了。我們能想到其實(shí)是上方的水到下方,用這樣重力勢(shì)能的減小換取中間水重力勢(shì)能的增加,大能量換取小能量,怎么會(huì)永動(dòng)呢?
事實(shí)上,這個(gè)裝置的學(xué)名叫希羅噴泉。它的發(fā)明者希羅是古希臘著名學(xué)者。請(qǐng)讀者再認(rèn)真體會(huì)一下它的原理。

今天介紹的三個(gè)永動(dòng)機(jī)是關(guān)于水的,希望大家有所收獲,我們下期再見(jiàn)~~~
