浅议组合式机械能

罗正

摘  要：要想在保证机械能守恒的前提下对外做功的同时实现动力循环，这就要保证一个装置可以具备放大机器本身所产生的机械能的功能。这样的装置只要加入杠杆原理或者多米诺骨牌效应，就可以做到放大机械能的功能。在中国有句古话，四两拨千斤，这就是机械能永恒最有力的证明。在21世纪的今天，全世界都在关注可持续发展、绿色能源等这些这个问题，因此一个纯机械的能源将会是不可替代的重要能源，也将是未来的终极能源之一。

关键词：工业革命  杠杆原理  四两拨千斤  多米诺骨牌效应  能量守恒  永恒不息的能源

中图分类号：S218           文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（c）-0078-03

Discuss on Combined Mechanical Energy

LOU Zheng

（Yunnan Vocational College of Mechanical and Electricity， Kunming， Yunnan Province， 650000 China）

Abstract： In order to achieve power cycle while doing external work under the premise of ensuring the conservation of mechanical energy， it is necessary to ensure that a device can have the function of amplifying the mechanical energy generated by the machine itself. Such a device can amplify mechanical energy by adding lever principle or domino effect. There is an old saying in China that four or two thousand kilograms is the most powerful proof of the eternity of mechanical energy. In the 21st century， the world is concerned about sustainable development， green energy and other issues， so pure mechanical energy will be an irreplaceable important energy， and will be one of the ultimate energy in the future.

Key Words： Industrial revolution; Leverage principle; Four or two thousand catties; Domino effect; Energy Conservation; Eternal energy

所有发起工业革命的国家都开启了一个时代的新纪元，英国在欧洲并不是最大的国家，却能够脱颖而出，成为世界第一的日不落帝国。第一次工业革命是以1765年哈格里夫斯发明珍妮纺纱机为标志的，而哈格里夫斯最初也不过只是一个小商人，却同样成为了推动世界的一部分力量。

第二次工业革命是指资本主义国家在19世纪中期所发生的一场经济革命。此次革命促成了电器的广泛使用、内燃机的使用以及通讯事业的发展，人类由此进入“电气时代”。第二次工业革命促进生产力飞跃发展，改变了社会面貌，形成西方先进、东方落后的局面，促使资本主义国家转化为帝国主义国家，促进了世界殖民体系的形成，使得资本主义世界体系最终确立，世界逐渐成为一个整体。这两次能源革命奠定了之后数百年的时代基础。由此看来，工業革命即人类文明的重要推动力。

1  划时代的革命

（1）人类的所有革命都必须运用在机器上面用机械能做功才能创造价值。在人类社会中，工具对于我们的意义可谓不可替代，因为工具让人类成为地球上名义上的主宰者，看看现在高科技如此发达的今天，倘若一个几岁的孩子如果手中握着一把手枪或是锋利无比的利器，那么即便是一位格斗家、一位拳击高手都得怕他三分，正所谓：武功再高，也怕菜刀;功夫再好，一枪撂倒。这就是工具的力量，而机器就是我们的工具，因此我们的每一次工业革命都是在为改造我们的工具中来提高我们的能力，而未来的智能机器也必须如此才具有真正的价值。也就是说，未来的智能机器如果不以工具为核心来生产，那么这样的机器人是不具备它本身的真正价值的，甚至会给人类带来灾难。

在东方，中国在数千年前的机甲术或是术甲术可以说是机械工具的先驱了，要知道，那几乎是用全机械化驱动的机器了，可惜的是，这样的传承似乎断绝了，为了打造这样的纯机械动力的机器，人类为此做出了无数努力，最后终于找到了答案。

（2）古希腊科学家阿基米德有这样一句流传千古的名言：“假如给我一个支点，我就能撬动地球！”这句话有着严格的科学根据。运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理，F1·L1=F2·L2。这样的公式如同多米诺骨牌一样，初始的一个微小力量到最后可以推倒一座大山，这就是只要有合适的杠杆，再找到一个恰到好处的支点，那么地球一样重的物体也能被撬动。既然如此，笔者想：中国古代的机甲术或术甲术也就可以找到其原理了吧。

（3）在物理学有个能量守恒定律，在1801年由托马斯·杨提出。即热力学第一定律，指在一个封闭（孤立）系统的总能量保持不变。其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量。 能量守恒定律可以表述为：一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、热能及除热能以外的任何内能形式的总和。如果一个系统处于孤立环境，即不可能有能量或质量传入或传出系统。对于此情形，能量守恒定律表述为：“孤立系统的总能量保持不变。”能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能量的总量保持不变。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。能量守恒在现实中会因为摩擦力或是其他的变量消耗掉使得无限循环运动的情况不可能发生，

早在1200年前由印度传出永动机开始到现在这么多年来，有无数人包括科学家或是业余探索者在内的人都在试图制作出永动机，可是最终都以失败而告终。机械表是一个纯机械做功的机器，可是依旧需要不定期的调动，但是，机械表确实是让我们看到了这种天然的，取之不尽、用之不竭的纯机械能的前景。倘若我们在机械表中加入一个装置，可以代替人工调动的机械表，这样是否就意味着这个机械表可以永久做功了呢？那么，如果我们把这样改造过的机械表里所有的装置都放大后复制到其他设备或是机器上，是否也意味着这样的设备或机器也能够永久做功了呢？是的，的确是这样的，这样的设备可以包括家用电器、电动车、汽车、轮船、还有飞机等一切需要机械能做功的机器或设备上面，可以使得这些工具拥有源源不断的能量。

2  永恒不息的能源

（1）在一台装有仿照机械表装置原理制造的任何一台大型机器中加入一个取代人工调试的装置，这台机器就可以凭着纯机械能循环做功了，而且在所有零部件都完好无损的情况下，是可以永恒运转的。那么，这样一个装置如何设置呢。

（2）要想在保证机械能守恒的前提下对外做功的同时实现动力循环，这就要保证一個装置可以具备放大机器本身所产生的机械能的功能。这样的装置只要加入杠杆原理或者多米诺骨牌效应，就可以做到放大机械能的功能。在中国有句古话，四两拨千斤，这就是机械能永恒最有力的证明。

（3）假如一个10N的物体从高一米的地方掉下去，根据mg=G10×9.8×1=98N这样的物体如果要想把它重新抬到1m高的地方去，必须得要有大出98N的力才行，首先因为98N摩擦-其他损失的力=物体最终所剩下的力，而这才是最终对外做功的力。在科学实验中，因为有摩擦力和其他外阻力的情况，所以要想靠着物体从高空坠落时所产生的重力势能再做功，再把这个物体运送到之前的位置上几乎是不可能的，可是依据四两拨千斤的杠杆原理或是依据多米诺骨牌效应，我们只需外加几个两倍或是多倍转换力的装置，并且可以使得这个装置可以做功后还原的设计，这个物体就可以每次都能靠着这个力回到原位，于是机械能永恒就可以很高效地运用在我们的生活中了。

如图1所示，如果这个98N的重物F1以本身的重力势能作为动力，根据F1×Li=F2×L2可以知道，想要F1发挥出足够大的力，就得需要L1比L2大得足够多，在不考虑材料方面的问题的时候，当L2×L1=0到+～（正无穷）可以得到L1×F1=L2×F2=0到+～（正无穷大），L1，L2正比于F2，L2反比于F2。

事实上，所有的科学家们之所以认为永动机是不可能的，原因就在于，他们只用同一种机械能做功，然而在这种情况下，在机械能守恒的前提下当然不能做到永恒运转了，可是倘若我们加入几个外力，而这个外力又是独立的话，永动机就成为了必然。

作为独立的外力，像弹簧及橡皮筋的弹力，像磁铁、电磁铁的磁力，这些都可以作为独立可自动还原的外力，把它们加入里面，如图2所示，这样的外力不仅能够抵消所有的阻力，而且还能使L1还原。

如果用实际数据来证明，就可以看到当L1=3，F1=10N，L2=1时，由L1×F1=L2×F2=3·10=1·30=F2。F2变为了F1的3倍，从这3倍的力里拿出来10N还给F1，就是30N-10=20N，在用这20N减去摩擦力及其他损失的力之后的F2同样可以对外做。再加图2中所示F3这个可以让L1还原的力，这样就形成了一个有效的循环。于是机械能永恒在不违背能量守恒的前提下也能成为现实。

3  结语

纯机械能也可以在满足能量守恒的前提下实现动力的永久循环。

参考文献

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