浅谈永动机韩新南课件.ppt

 永动机的想法起源于印度，公元1200年前后，这种思想从印度传到了伊斯兰世界，并从那里传到了西方 在欧洲，早期最著名的一个“永动机”——“魔轮”的设计方案是十三世纪时一个叫亨内考的法国人提出来的 如图所示：轮子中央有一个转动轴，轮子边缘安装着12个可活动的短杆，每个短杆的一段装有 一个铁球方案的设计者认为，右边的球比左边的球离轴远些，因此，右边的球产生的转动力矩要比左边的球产生的转动力矩大这样轮子就会永无休止的沿着顺时针的方向转动下去，并且带动机器转动这个设计被不少人以不同的形式复制出来，但从未实现不停息的转动 仔细分析一下就会发现，虽然右边每个球产生的力矩大，但是球的个数少，只有四个，左边每个球产生的力矩虽小，但是球的个数却有八个之多于是轮子不会持续转动下去而对外做功，只会摆动几下，便停在图中所画的位置上 这以后人们想出了几百种的“永动机”，各式各样，但没有一架真正转动过 这儿是另外一种想象的“永动机”：一只圆轮，里面装着可以自由滚动的沉重的钢球这位发明家的想法是，轮子一边的钢球总比另外一边的离轮心远，因此，在它们的重力作用之下，一定会使轮子旋转不息。

当然，他的想法是不会实现的，原因和上一个例子一样 一直到19世纪中叶，能量守恒和转化定律被发现，人们认识到：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同形式，可以从一种形式转化成另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量总和保持不变这一自然界的基本定律宣告了永动机幻梦的破灭 即便如此，一直到如今仍然有很多人迷恋在“永动机”的创造之中，甚至不惜为之倾家荡产 有趣的是，找寻“永动机”固然是永远没有结果的，但是对于这个不可能的事情的深入了解，却时常会引出许多很好的发现 16世纪末到17世纪初，荷兰著名学者斯台文发现了斜面上力量平衡的定律，他发现这个定律的方法，正是对上面一段话的最好说明 他发现这个斜面上力的平衡定律，并没有用到力的平行四边形法则，就只是靠左边这幅图在一个三棱体上架着一串球， 一共14个，都是一样大小的这一串球会怎样呢？那下面挂下来的部分，不成问题，是会自己平衡的但还有上面两部分，会不会平衡呢？换句话说，右边2个球跟左边的4个球会不会平衡？当然会的，如果说不会，那么这串球就会自动不停地从右向左移，因为一个球滑下来就有另一个球来补充，平衡也就永远不可能得到了。

但是我们知道，“永动机”永不可能，这样架着的一串球是不会自己移动的，那么，右边的2个球就自然和左边的4个球平衡初看这好象是一件怪事：2个球的拉力竟和4个球的相等 从这个看似奇怪的现象，斯台文发现了力学上一个重要的定律他是这样来思考的：这一串球的两段——一段长一段短——重力不相等；长的一段跟短的一段重力的比值，恰好是斜面长的一边跟短的一边长度的比值从这里得出一个结论，就是用绳连在一起的两个重物搁在两个斜面上，只要两个重物的重力跟这两个斜面的长度成正比，它们就可以保持平衡 有时候，两个斜面里短的一个恰好是竖直的，于是我们就得到力学上一个有名的定律：要维持斜面上的一个物体不动，一定要在竖直面的方向上加一个力，这个力跟物体重力的比等于这个斜面的高度跟它的长度的比 这样，从“永动机”不可能存在这一个思想出发，竟完成了力学上的一件重要发现参考书目： 《力学》 杨维弘著 《趣味物理学》 别莱利曼著。