淺議組合式機械能

羅正

摘? 要：要想在保證機械能守恒的前提下對外做功的同時實現動力循環，這就要保證一個裝置可以具備放大機器本身所產生的機械能的功能。這樣的裝置只要加入杠桿原理或者多米諾骨牌效應，就可以做到放大機械能的功能。在中國有句古話，四兩撥千斤，這就是機械能永恒最有力的證明。在21世紀的今天，全世界都在關注可持續發展、綠色能源等這些這個問題，因此一個純機械的能源將會是不可替代的重要能源，也將是未來的終極能源之一。

關鍵詞：工業革命? 杠桿原理? 四兩撥千斤? 多米諾骨牌效應? 能量守恒? 永恒不息的能源

中圖分類號：S218 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：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

所有發起工業革命的國家都開啟了一個時代的新紀元，英國在歐洲并不是最大的國家，卻能夠脫穎而出，成為世界第一的日不落帝國。第一次工業革命是以1765年哈格里夫斯發明珍妮紡紗機為標志的，而哈格里夫斯最初也不過只是一個小商人，卻同樣成為了推動世界的一部分力量。

第二次工業革命是指資本主義國家在19世紀中期所發生的一場經濟革命。此次革命促成了電器的廣泛使用、內燃機的使用以及通訊事業的發展，人類由此進入“電氣時代”。第二次工業革命促進生產力飛躍發展，改變了社會面貌，形成西方先進、東方落后的局面，促使資本主義國家轉化為帝國主義國家，促進了世界殖民體系的形成，使得資本主義世界體系最終確立，世界逐漸成為一個整體。這兩次能源革命奠定了之后數百年的時代基礎。由此看來，工業革命即人類文明的重要推動力。

1? 劃時代的革命

（1）人類的所有革命都必須運用在機器上面用機械能做功才能創造價值。在人類社會中，工具對于我們的意義可謂不可替代，因為工具讓人類成為地球上名義上的主宰者，看看現在高科技如此發達的今天，倘若一個幾歲的孩子如果手中握著一把手槍或是鋒利無比的利器，那么即便是一位格斗家、一位拳擊高手都得怕他三分，正所謂：武功再高，也怕菜刀;功夫再好，一槍撂倒。這就是工具的力量，而機器就是我們的工具，因此我們的每一次工業革命都是在為改造我們的工具中來提高我們的能力，而未來的智能機器也必須如此才具有真正的價值。也就是說，未來的智能機器如果不以工具為核心來生產，那么這樣的機器人是不具備它本身的真正價值的，甚至會給人類帶來災難。

在東方，中國在數千年前的機甲術或是術甲術可以說是機械工具的先驅了，要知道，那幾乎是用全機械化驅動的機器了，可惜的是，這樣的傳承似乎斷絕了，為了打造這樣的純機械動力的機器，人類為此做出了無數努力，最后終于找到了答案。

（2）古希臘科學家阿基米德有這樣一句流傳千古的名言：“假如給我一個支點，我就能撬動地球！”這句話有著嚴格的科學根據。運用幾何學通過嚴密的邏輯論證，得出了杠桿原理，F1·L1=F2·L2。這樣的公式如同多米諾骨牌一樣，初始的一個微小力量到最后可以推倒一座大山，這就是只要有合適的杠桿，再找到一個恰到好處的支點，那么地球一樣重的物體也能被撬動。既然如此，筆者想：中國古代的機甲術或術甲術也就可以找到其原理了吧。

（3）在物理學有個能量守恒定律，在1801年由托馬斯·楊提出。即熱力學第一定律，指在一個封閉（孤立）系統的總能量保持不變。其中總能量一般說來已不再只是動能與勢能之和，而是靜止能量（固有能量）、動能、勢能三者的總量。 能量守恒定律可以表述為：一個系統的總能量的改變只能等于傳入或者傳出該系統的能量的多少?？偰芰繛橄到y的機械能、熱能及除熱能以外的任何內能形式的總和。如果一個系統處于孤立環境，即不可能有能量或質量傳入或傳出系統。對于此情形，能量守恒定律表述為：“孤立系統的總能量保持不變?！蹦芰考炔粫{空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而能量的總量保持不變。能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。能量守恒在現實中會因為摩擦力或是其他的變量消耗掉使得無限循環運動的情況不可能發生，

早在1200年前由印度傳出永動機開始到現在這么多年來，有無數人包括科學家或是業余探索者在內的人都在試圖制作出永動機，可是最終都以失敗而告終。機械表是一個純機械做功的機器，可是依舊需要不定期的調動，但是，機械表確實是讓我們看到了這種天然的，取之不盡、用之不竭的純機械能的前景。倘若我們在機械表中加入一個裝置，可以代替人工調動的機械表，這樣是否就意味著這個機械表可以永久做功了呢？那么，如果我們把這樣改造過的機械表里所有的裝置都放大后復制到其他設備或是機器上，是否也意味著這樣的設備或機器也能夠永久做功了呢？是的，的確是這樣的，這樣的設備可以包括家用電器、電動車、汽車、輪船、還有飛機等一切需要機械能做功的機器或設備上面，可以使得這些工具擁有源源不斷的能量。

2? 永恒不息的能源

（1）在一臺裝有仿照機械表裝置原理制造的任何一臺大型機器中加入一個取代人工調試的裝置，這臺機器就可以憑著純機械能循環做功了，而且在所有零部件都完好無損的情況下，是可以永恒運轉的。那么，這樣一個裝置如何設置呢。

（2）要想在保證機械能守恒的前提下對外做功的同時實現動力循環，這就要保證一個裝置可以具備放大機器本身所產生的機械能的功能。這樣的裝置只要加入杠桿原理或者多米諾骨牌效應，就可以做到放大機械能的功能。在中國有句古話，四兩撥千斤，這就是機械能永恒最有力的證明。

（3）假如一個10N的物體從高一米的地方掉下去，根據mg=G10×9.8×1=98N這樣的物體如果要想把它重新抬到1m高的地方去，必須得要有大出98N的力才行，首先因為98N摩擦-其他損失的力=物體最終所剩下的力，而這才是最終對外做功的力。在科學實驗中，因為有摩擦力和其他外阻力的情況，所以要想靠著物體從高空墜落時所產生的重力勢能再做功，再把這個物體運送到之前的位置上幾乎是不可能的，可是依據四兩撥千斤的杠桿原理或是依據多米諾骨牌效應，我們只需外加幾個兩倍或是多倍轉換力的裝置，并且可以使得這個裝置可以做功后還原的設計，這個物體就可以每次都能靠著這個力回到原位，于是機械能永恒就可以很高效地運用在我們的生活中了。

如圖1所示，如果這個98N的重物F1以本身的重力勢能作為動力，根據F1×Li=F2×L2可以知道，想要F1發揮出足夠大的力，就得需要L1比L2大得足夠多，在不考慮材料方面的問題的時候，當L2×L1=0到+～（正無窮）可以得到L1×F1=L2×F2=0到+～（正無窮大），L1，L2正比于F2，L2反比于F2。

事實上，所有的科學家們之所以認為永動機是不可能的，原因就在于，他們只用同一種機械能做功，然而在這種情況下，在機械能守恒的前提下當然不能做到永恒運轉了，可是倘若我們加入幾個外力，而這個外力又是獨立的話，永動機就成為了必然。

作為獨立的外力，像彈簧及橡皮筋的彈力，像磁鐵、電磁鐵的磁力，這些都可以作為獨立可自動還原的外力，把它們加入里面，如圖2所示，這樣的外力不僅能夠抵消所有的阻力，而且還能使L1還原。

如果用實際數據來證明，就可以看到當L1=3，F1=10N，L2=1時，由L1×F1=L2×F2=3·10=1·30=F2。F2變為了F1的3倍，從這3倍的力里拿出來10N還給F1，就是30N-10=20N，在用這20N減去摩擦力及其他損失的力之后的F2同樣可以對外做。再加圖2中所示F3這個可以讓L1還原的力，這樣就形成了一個有效的循環。于是機械能永恒在不違背能量守恒的前提下也能成為現實。

3? 結語

純機械能也可以在滿足能量守恒的前提下實現動力的永久循環。

參考文獻

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