Вечные двигатели (dvigatel)

Посмотреть архив целиком






Доклад по


Физике


Вечный двигатель”














Ученика 11 класса “А”

Лингвистической гимназии 36

Ладыга антона





« — Errare humanum est » — « Человеку свойственно заблуждаться

(это по-латыни)», — сказал гражданин Груздев оперуполномоченному Шарапову в знаменитом многосерийном фильме. Действительно, свойственно; едва ли не ежедневно мы совершаем массу ошибок, больших и малых, имеющих печальные последствия и не имеющих; мы глубоко убеждены в каких-либо ложных положениях и отрицаем то, что со временем оказывается истиной. Впрочем, без этого наша жизнь вполне могла бы утратить какие-то привлекательные черты: скучно жить в мире, населенном безошибочными, бездушными автоматами... Кстати, некоторые из человеческих заблуждений оказались настолько крепкими и долговечными, что даже получили "титул" величайших. Всего их семь. Вот они: квадратура круга, трисекция угла, удвоение куба, подвижность ртути, философский камень, эликсир жизни и — вечный двигатель.

Первые три — знаменитые геометрические задачи древности — ждали своего решения несколько тысяч лет. Их неразрешимость была доказана окончательно лишь в XIX веке. Ушли в прошлое попытки найти философский камень — средство, позволяющее любые металлы превращать в золото, так как подобный способ был найден современной наукой, но оказался чересчур громоздким и потому нерентабельным. Что же касается вечного двигателя — по латыни perpetuum mobile, — то, несмотря на открытие в середине того же XIX века закона сохранения энергии, полностью исключающего возможность создания такого устройства, попытки работы в этой области продолжаются и в наши дни.

Что же такое "вечный двигатель"? Это воображаемый механизм, который безостановочно движет сам себя и, кроме того, совершает ещё какую-нибудь полезную работу, например, поднимает груз или вырабатывает электроэнергию. Мысль его создания существовала с очень давних времен, а описания его устройства известны с начала XVII века. Однако уже раньше этого времени лучшие умы считали создание такого двигателя невозможным; голландский физик Стевин, итальянец Леонардо да Винчи писали об этом, а в 1775 году Парижская академия наук сочла необходимым совсем отказаться от рассмотрения машин, выдаваемых за вечный двигатель. Но... проекты продолжали поступать.

Вот один из древнейших проектов вечного двигателя. К краям колеса прикреплены откидные палочки с грузами на концах. При всяком положении колеса грузы на правой стороне будут откинуты дальше от центра, нежели на левой; эта половина, следовательно, должна всегда перетягивать левую и тем самым заставлять колесо вращаться вечно, по крайней мере, до тех пор, пока не перетрется его ось. Так думал изобретатель. Между тем, если смастерить такой двигатель, он вращаться не будет. Почему же расчет изобретателя не оправдался? Вот почему: хотя грузы на правой стороне всегда дальше от центра, левой, взгляните на рисунок: справа всего 4 груза, слева же — 8. Оказывается, что вся система уравновешивается; естественно, что колесо вращаться не станет, а, сделав несколько качаний, остановится. Математически положение равновесия колеса

можно определить с помощью уравнения моментов. Колесо с перекатывающимися в нем тяжелыми шариками — еще один perpetuum mobile — не будет работать по той же причине. Тем не менее, в одном из городов Америки устроено было ради рекламных целей для привлечения внимания публики к кафе, огромное колесо именно подобного рода. Конечно, этот "вечный двигатель" незаметно приводился в действие искусно скрытым механизмом, хотя зрителям шары. В том же роде были и другие мнимые образцы вечных двигателей, выставлявшихся одно время в витринах часовых магазинов для привлечения публики: все они незаметно приводились в движение электрическим током. Эти имитации, впрочем, и не претендовали на роль perpetuum mobile что нельзя сказать о так называемом "самодвижущемся колесе" Орфиреуса — немецкого изобретателя, прославившегося своим изделием на всю Германию. Его вечный двигатель едва не был приобретен за огром-

ную сумму императором Петром 1. Колесо Орфиреуса (настоящая фамилия которого была Бесляр) не только врац ло при этом на значительную высоту солидный груз.

Слава о чудесном изобретении, которое ученый доктор показывал сначала на ярмарках, быстро разнеслась по Германии, и Орфиреус вскоре приобрел могущественных покровителей, им заинтересовался польский король Август II. затем ланзамок и всячески испытывал машину.

Так, в 1717 году, 12 ноября, двигатель, находившийся в уединенной комнате, был приведен в действие; затем комната была заперта на замок, запечатана и оставлена под бдительным караулом двух гренадеров. Четырнадцать дней никто не смел даже приближаться к комнате, где вращалось таинственное колесо. Лишь 26 ноября печати были сняты; ландграф со свитой вошел в помещение. И что же? Колесо всё ещё вращалось "с неослабевающей быстротой..." Машину остановили, тщательно осмотрели, затем опять пустили в ход. В течение сорока дней помещение снова оставалось опечатанным; со- рок суток караулили у дверей гренадеры. И когда 4 января 1718 года печати были сняты, экспертная комиссия нашла колесо в движении!

Ландграф и этим не удовольствовался: сделан был третий опыт — двигатель был запечатан на целых два месяца. И всё-таки по истечении срока его нашли движущимся!

Изобретатель получил от восхищенного ландграфа официальное удостоверение в том, что его "вечный двигатель" делает 50 оборотов в минуту, способен поднять груз весом 160Н на высоту 1.5 м, а также может приводить в действие кузнечный мех и точильный станок. С этим удостоверением Орфиреус и странствовал по Европе. Вероятно, он получал порядочный доход, если соглашался уступить свою машину Петру 1 не менее чем за 100 000 рублей.

Петр обратил внимание на колесо Орфиреуса ещё в 1715 году, во время своего пребывания за границей, и тогда же поручил А.И.Остерману, известному дипломату, познакомиться с этим изобретением поближе; последний вскоре прислал подробный доклад о двигателе, хотя самой машины ему увидеть не удалось. Петр собирался даже пригласить Беслера к себе на службу и поручил запросить о нем мнение Христиана Вольфа, известного философа того времени (учителя Ломоносова).

Знаменитый изобретатель отовсюду получал лестные предложения. Великие мира сего осыпали его высокими милостями, поэты слали оды и гимны в честь его чудесного колеса. Но нашлись и недоброжелатели, подозревавшие здесь искусный обман. Были смельчаки, которые открыто обвиняли Беслера в плутовстве; предлагалась премия в 1000 марок тому, кто разоблачит этот обман. В одном из памфлетов, написанных с обличительной целью, мы находим рисунок, воспроизведенный здесь. Тайна "вечного двигателя", по мнению разоблачителя, кроется просто в том, что спрятанный человек тянет за веревку, намотанную неза- метно для наолюдателя на часть оси колеса, скрытую в стойке. Тонкое плутовство было раскрыто случайно — только потому, что ученый доктор поссорился со своей женой и служанкой, посвященными в его тайну, не случись этого, мы, вероятно, до сих пор оставались бы в недоумении относительно вечного двигателя", наделавшего столько шума. Оказывается, колесо Орфиреуса действительно приводилось в движение людьми незаметно дергавшими за тонкий шнурок. Этими людьми были брат изобретателя и его служанка.

Столько внимания колесу Орфиреуса мы уделили потому, что это был, пожалуй, единственный "вечный двигатель", принесший хоть какие-нибудь практические результаты, хотя бы в плане обогащения его создателя. Вечный двигатель некоего Гертнера, славившийся в Германии в те же времена, уже не производил такого же эффекта. Посланец Петра 1, Шумахер, писал об этой машине следующее: "Господина Гертнера perpetuum mobile, который я в Дрездене видел, состоит из холста, песком засыпанного, и в образе точильного камня сделанной машины, которая назад и вперед сама от себя движется; но, по словам господина инвентора (изобретателя) не может весьма велика сделаться... Французские и английские ученые... ни во что почитают все оные перепутум мобилес и сказывают, что оное против принципиев математических." Что же касается различных скрытых механизмов, движущие некоторые из "вечных двигателей", пожалуй, остроумнее всех поступил некий изобретатель, показывавший свое изделие в шестидесятых годах прошлого столетия на Парижской выставке. Двигатель состоял из большого колеса с перекатывавшимися в нем шарами, причем изобретатель утверждал, что никому не удастся задержать движение колеса. Посетители выставки один за другим пытались остановить колесо, — но оно медленно возобновляло вращение как только отнимались руки. Никто не догадывался, что колесо вращается именно благодаря стараниям посетителей его остановить: толкая его назад, они тем самым заводили пружину искусно скрытого механизма... И все же подавляющее большинство изобретателей вечного двигателя честно старались разрешить заманчивую задачу. Были мобилизованы все мыслимые и немыслимые возможности: и архимедова сила, заставлявшая всплывать пустотелые деревянные ящики, и электричество, и магнетизм... А вот проект капиллярного "вечного" двигателя (см. рис.): масло (или вода), налитое в сосуд поднимается фитилями сначала в верхний сосуд, а оттуда другими фитилями — еще выше; верхний сосуд имеет желоб для стока масла, которое падает на лопатки колеса, приводя его во вращение. Стекшее вниз масло снова поднимается по фитилям до верхнего сосуда. Таким образом, струя масла, стекающая по желобу на колесо, не на секунду не пре- рывается, и колесо вечно должно находиться в движении... Ошибка заключается в том, что масло не будет стекать с верхней, загнутой части фитиля. Ведь капиллярное притяжение, преодолев тяжесть, подняло жидкость вверх по фитилю.Эта же причина удержит жидкость в порах намокшего фитиля, не давая ей капать с него. Если допустить, что в верхний сосуд на- действия капиллярных сил может попасть жидкость, то надо будет признать, что те же фитили, которые будто бы доставили её сюда, сами же и перенесли бы её обратно в нижний. Этот мнимый вечный двигатель напоминает другую водяную машину "вечного" движения, придуманную ещё 1575 году итальянским ме- хаником страдою Старшим. Архимедов винт, вращаясь, поднимает воду в верхний бак, откуда она вытекает из лотка струей, ударяющей в лопатки наливного колеса (справа внизу). Водяное колесо вращает точильный камень, а одновременно двигает, с помощью ряда зубчатых колес, тот самый Архимедов винт, который поднимает воду в верхний бак. Винт вращает колесо, а колесо — винт!.. Если бы возможны были подобные механизмы, то проще всего было бы устроить так: перекинуть веревку через блок и привязать к его кон- цам одинаковые гири; когда один груз опускался бы, он приподнимал бы тем самым другой груз, а тот, опускаясь с этой высоты, поднимал бы первый. Чем не вечный двигатель? Англичанин Джон Вилкенс, епископ в Честере, описал в XVII веке проект магнитного perpetuum mobile. Сильный магнит помещается на колонке. К ней прислонены два наклонных желоба и, один под другим, причём верхний имеет небольшое отверстие в верхней части. Если — рассуждал изобретатель — на верхний желоб положить небольшой железный шарик в точке, то вследствие притяжения магнитом А шарик покатится вверх; однако, дойдя до отверстия, он провалится в нижний желоб М, покатится по нему вниз, поднимется по закруглению и снова попадет на верхний желоб, чтобы начать движение сначала. Таким образом, шарик безостановочно будет бегать взад и вперед, осуществляя вечное движение. Абсурдность этого изобретения указать нетрудно. Почему изобретатель думал, что шарик, скатившись по желобу до его нижнего конца, будет ещё обладать скоростью, достаточной для поднятия его вверх по закруглению? Так было бы, если бы шарик катился под действием одной лишь силы тяжести, но он ведь находится под действием сразу двух сил — тяжести и магнитного притяжения. Последняя по предположению настолько значительна, что может заставить шарик подняться от точки . Поэтому по желобу М шарик будет скатываться не ускоренно, а замедленно, и если даже достигнет нижнего конца, то во всяком случае не накопит скорости, необходимой для поднятия по закруглению. Описанный проект много раз вновь всплывал впоследствии во всевозможных видоизменениях, а один из подобных проектов был даже запатентован в Германии 1878 году, т.е. спустя тридцать лет после провозглашения закона сохранения энергии! Хотя, согласно уставу, патенты на изобретение, идея которых противоречит законам природы, не должны выдаваться, изобретатель так замаскировал основную идею магнитного perpetuum mobile, что ввёл в заблуждение техническую комиссию.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.