水力“永动机”

水力“永动机”

在许多“永动机”的设计当中，有不少是根据物体在水里能浮起的原理设计的。让我们从这一类的发明里选一种来谈一谈这是一个高20米、里面装满水的高塔。在塔的上下两头各装一个滑轮，滑轮上绕一条坚固的绳索，就像一条循环带。在绳上装上14只空的方箱，方箱的每边长1米。方箱是用铁皮制成的，水不能够透进去。图198和图199画的就是这种塔的外形和它的纵剖面。

这种装置是怎样工作的呢？每一个懂得阿基米德原理的人都能理解，水里的铁箱一定要往上面浮。推它们上升的力就是它们所排开的水的重力，也就是1三次方米水的重力乘上浸在水里的铁箱数。从图上可以看出，水里经常会有6只铁箱，这就是说把这些沉在水里的铁箱往上推的力是6三次方米水的重力，或58800牛顿。铁箱本身的重力自然在把自己向下拉，但是挂在塔外绳索上的6只铁箱也在向下沉，所以两方面的力是平衡的。

这样，那条按照上面说的方式转动的绳索，经常在塔的里面维持着58800牛顿向上的牵引力。显然，这个力会迫使绳索不停地在滑轮上滑动，这时它们每转一周所做的功是58800×20＝1176000焦耳。

如果全国布满了这样的塔，我们就可以从它们那里得到无穷的功，这足够供给我们全国使用。这样的塔会转动发电机，

使我们得到无穷尽的电能。

可是，我们如果仔细研究一下这个设计，就很容易看出，绳索完全没有动的可能。

为了使这根循环的绳索转动，必须让这些铁箱能够从下面进人水塔，从上面离开水塔。可是我们知道，铁箱在进入水塔的时候，必须克服20米高的水柱的压力！这个压在铁箱的每一平方米面积上的压力，不多不少，恰好是19．6万牛顿（20三次方米水的重力），而向上的牵引力却总共只有5．9牛顿，要用它来把铁箱拉到水塔里去，显然是不够的。

在那些不会成功的发明家们所设计的无数种水力“永动机”当中，也可以找到一些最简单而且最巧妙的设计。

请看图200。把一只装在轴上的木制鼓形轮，一部分老是浸在水里。阿基米德的定律既然是靠得住的，那末，浸在水里的那部分鼓形轮就会往上浮；而且，只要水的推力比轴上的摩擦力大，那鼓形轮就会不停止地转下去……

可是，且别忙着制造这样的“永动机”！你一定会失败的，鼓形轮不会转动的。为什么呢？我们的推理错在哪儿呢？原来我们忽略了作用力的方向了。这里的作用力永远是和鼓形轮的表面垂直的，也就是跟通往轮轴的半径方向相同。可是经验告诉我们，顺着轮子的半径施力，轮子决不会转。要它转就得顺着轮周的切线方向来施力。这样一说，就不难明白

为什么这样的“永恒”运动也没有实现的可能了。