Яков Перельман - Вечные двигатели. Почему они невозможны
По мысли изобретателя, нагнетаемый насосом воздух должен заставлять работать двигатель мотоциклета, который таким образом будет находиться в безостановочном движении.
Что же происходило бы с таким мотоциклетом в действительности?
10. Динамо с мотором
Изобретатель предлагает соединить динамомашину с электромотором так, чтобы ток динамомашины приводил в действие электромотор, а последний, посредством ременного привода, заставлял работать динамомашину.
По убеждению изобретателя, обе машины, соединенные таким образом, должны действовать безостановочно, являясь неисчерпаемым источником энергии.
Что же произойдет с ними в действительности?
Разбор проектов
1.
В левой стороне колеса грузы действительно расположены дальше от оси вращения, чем в правой, — но одного этого еще не достаточно, чтобы обусловить вращение влево. Как было указано на стр. 6, для непрерывного вращения колеса влево необходимо, чтобы сумма моментов сил, стремящихся повернуть колесо в левую сторону, была — при любом положении колеса — больше суммы моментов, стремящихся повернуть его в обратную сторону. Между тем, неизбежно должно быть такое положение колеса, при котором обе суммы равны. Поэтому колесо будет только качаться около указанного положения равновесия, уменьшая вследствие трения размахи своих колебаний, пока, наконец, не остановится.
2.
С этим колесом произойдет то же, что и с предыдущим, и по той же самой причине: сделав несколько качаний около положения равновесия, оно остановится.
3.
Скользя по наклонной плоскости, шары тянут цепь не полным своим весом, а лишь частью его, которая тем больше, чем круче наклон. Можно доказать разложением сил, что тяга четырех шаров на полого наклоненной плоскости уравновешивается тягой двух шаров, увлекающих цепь под более крутым наклоном. (Относящееся сюда разложение сил можно найти в школьных учебниках физики).
4
Цепь останется неподвижной. Причина та же, что и в предыдущем случае: наклонно расположенная часть цепи тянет не полным своим весом.
5.
В этой установке энергия падения ведра воды должна поднимать на ту же высоту равное количество воды. Это было бы возможно лишь при полном отсутствии трения. При наличии же трения машина работать не будет. Но если бы даже возможно было полностью устранить трение, подобная машина не производила бы никакой добавочной работы, т. е. не была бы вечным двигателем.
6.
Найдем, где находится точка приложения равнодействующей всех сил давления жидкости на погруженную часть колеса. Каждая из этих сил (см. чертеж) направлена к оси колеса; следовательно, их равнодействующая приложена к точке их пересечения, т. е. к оси колеса. А такая сила привести колесо в движение не может. Оно останется неподвижным.
7.
Несостоятельность этого проекта станет ясна, если вместо фитилей представить себе ряд загнутых тонких (так наз. капиллярных) трубок. Смачивающая жидкость может заполнить оба колена такой трубки, но не будет вытекать из отверстия короткого колена: сила, способная поднять и удержать столб жидкости в длинном колене трубки, достаточна для удержания жидкости в коротком колене и будет препятствовать ее вытеканию. Фитиль можно рассматривать как пучок капиллярных трубок; поэтому сейчас сказанное применимо и к фитилям. Ни одна капля жидкости не упадет с фитилей в верхние сосуды, и следовательно, турбинка будет бездействовать.
8.
Жидкость должна была бы засасываться в сосуд не только через верхнее, но и через нижнее отверстие. Никакого течения жидкости поэтому в приборе происходить не будет: она установится неподвижно в сосуде и в трубке на одном уровне, согласно закона сообщающихся сосудов.
9.
Изобретатель рассчитывает получить от сжатого воздуха не только то количество энергии, которое необходимо для приведения мотоциклета в движение, но еще, сверх того, энергию, нужную для нагнетания того же количества воздуха в резервуар. Другими словами, изобретатель желает, чтобы двигатель давал больше 100 % полезного действия. Поэтому проект несостоятелен; мотоциклет двигаться не будет.
10.
Система находилась бы в действии лишь при том условии, если бы обе машины давали 100 % полезного действия. Но даже и в таком (неосуществимом) случае, подобная система не могла бы производить никакой дополнительной работы, т. е. не была бы вечным двигателем.
Что читать о вечных двигателях
Пермяков Ф. А. Что такое энергия. ГИЗ 1926. 108 стр. (Начатки естествознания)
Андреев Н. Н. Энергия и законы ее использования. Кооп. Изд-во Научных работников. 1922. 89 стр. (Наука и техника)
Обе эти книги вводят читателя в вопрос о вечных двигателях, давая представление о сила и работе, о видах энергии и законе сохранения энергии.
Описание различных проектов вечных двигателей и объяснение причины их ошибочности читатель найдет в книгах:
Перельман Я. И. Занимательная физика. Мол. Гвардия, 1936. Книга I, стр. 60–77, 91 и 104. Книга II, стр. 100 и 181.
Путь человеческих исканий, стремлений и заблуждений в поисках вечного двигателя описан в книгах:
Вознесенский Н. Н. О машинах вечного движения. Гостехиздат. 1921. 56 стр.
Ихак-Рубинер Ф. Вечный двигатель. ГИЗ 1925. 189 стр.
Кирпичев В. Л. Беседы о механике. ГTTИ 1933. 270 стр. (Вечным двигателям посвящена беседа пятнадцатая стр. 213–221)
