水力“永动机”

许多“永动机”的设计都是根据物体能在水中漂浮的原理设计的。让我们来谈谈这些发明之一。这是一座20米高的充满水的塔。滑轮分别安装在塔的上端和下端，一根结实的绳索缠绕在滑轮上，就像一条循环带。在绳子上放14个空的正方形盒子，每边长1米。这个正方形的盒子是由铁皮制成的，水不能穿透它。图198和199显示了塔的轮廓及其纵向截面。

这个设备是如何工作的？每个理解阿基米德原理的人都能理解水中的铁盒子必须向上漂浮。将它们向上推的力是它们排出的水的重力，也就是说，立方米水的重力乘以浸入水中的铁水箱的数量。从图中可以看出，水中通常有六个铁箱，这意味着推动这些沉入水中的铁箱的力是水的重力，即58800牛顿。铁箱本身的重力自然会把自己拉下来，但是挂在塔外绳索上的六个铁箱也在下沉，所以两个力是平衡的。

这样，以上述方式旋转的绳索通常在塔内保持58800牛顿的向上牵引力。显然，这个力将迫使绳索在滑轮上连续滑动，它们所做的功是每转58800× 20 = 1176000焦耳。

如果整个国家都有这样的塔，我们可以从它们那里得到无尽的工作，这就足够我们的国家使用了。这样的塔会转动发电机，这样我们就能获得无尽的能量。

然而，如果我们仔细研究设计，很容易看出绳子没有移动的可能。

为了使循环绳旋转，必须允许这些铁箱从下面进入水塔，从上面离开水塔。然而，我们知道当铁箱进入水塔时，它必须克服20米水柱的压力！铁箱每平方米的压力不超过196，000牛顿(水的重量是23米的幂)，而向上的牵引力只有5.9牛顿。显然，把铁箱拉进水塔是不够的。

在无数由不成功的发明家设计的液压“永动机”中，也可以找到一些最简单、最巧妙的设计。

请看图200。安装在轴上的木鼓的一部分总是浸入水中。由于阿基米德定律是可靠的，浸没在水中的那部分滚筒将会向上漂浮。而且，只要水的推力大于轴上的摩擦力，鼓轮就不会停止转动...

然而，不要忙于制造这样的“永动机”！你肯定会失败，鼓是不会转动的。为什么？我们的推理有什么错？原来我们忽略了作用力的方向。这里的力总是垂直于鼓轮的表面，即与轮轴的径向方向相同。然而，经验告诉我们，如果沿着车轮的半径施加力，车轮将永远不会转动。为了使它旋转，它必须沿车轮圆周的切线方向施力。这样，不难理解为什么这样一个“永恒”的运动是不可能的。

阿基米德定律给了那些想发明“永动机”的人一种诱人的思考食粮，并曾经鼓励他们尽一切可能把看起来失去重力的东西作为机械能的永恒来源。然而，他们的尝试都没有成功，也永远不会成功。