讨论永动机（中）

今天继续给读者朋友们看一些永动机。废话少说，let's go！

三、水塔永动机

有的永动机会用浮力来设计。不得不说浮力也是个好东西（尽管这是初中物理的噩梦），物体放在流体里面各表面有压力差就形成了浮力，我们用阿基米德原理计算浮力。

针对示意图我描述一下：这个塔里装水，塔高20米，塔的上下各有一个定滑轮，一根坚固的钢绳绕在滑轮上，绳子上还穿着14个空的边长1米的铁皮箱子，不透水。

那这个装置怎么工作？6个箱子浸在水里，受浮力作用。而左右两侧都有6个箱子，重力相互平衡。那么6个箱子受的总浮力为F浮=G排=6×1000kg/m3×1m3×10N/kg=60000N，每转一圈可做功W=Fs=60000N×20m=1200000J

妙啊……你找到破绽了吗？

请不要忘记液体内部有液体压强！如果箱子要从底部进入塔中上升，必须克服水压。而箱子上表面受到水的压力为F压=pS=1000kg/m3×10N/kg×20m×1m3=200000N，箱子受到向下的力远大于向上的力，这个装置怎么会动起来呢？

有的永动机就是这样，分析起来看似没有问题，但我们只要考虑周到，拿起笔算一算就能发现漏洞。

四、水轮永动机

这个看起来就简单多了，没有上一个那样气势磅礴。

我们能很直观地明白设计者的意图。木轮在水里的部分受到浮力一定会上浮，然后木轮就开始转动永不停息。哈哈，是不是很合理？

这么简单的装置我们不妨一试。但你一定不会看到木轮转动。让我们好好分析一下。水的压力的方向是垂直于物体表面的，在这个情形里表现为力的方向都通往木轮的轴，这些力都没有力臂，怎么能使木轮转动呢？要使木轮转动，必须有沿着轮的圆周的切线方向的力。

这样看来，破解永动机也能有效又有趣地巩固我们的物理知识，提高解决问题的能力，并帮助我们绕开前人的误区。

那些想发明水力永动机的人，从阿基米德原理那里得到了诱人的“精神食粮”，他们总是不遗余力地将那些好像失去的重量当作机械能的永恒动力。

往下看之前，请先经受浮力大魔王的考验（嘿嘿嘿）（仍不提供答案）。

五、喷泉永动机

这个看着有点复杂，里面的管子也看不清。让我们来搞个明了的示意图。

再来介绍一下它的工作原理。我们往中间与上侧的瓶子里装水，上面瓶子里的水会流到最下面，随着下面瓶子里水变多空气就被挤压，从而把下面的水压到中间的瓶子里，中间瓶子里的空气再被压缩把水压到上面的瓶子，我们就能看到喷泉一样的景象。那么如果我们用上面管子里流出的水带动水轮机不就能发电了？

妙啊……请再仔细想想。

如果你看不出端倪，我帮你先改装一下这套装置。看看你能否看透这个。显然，这是一个连通器，两个开口，中间连接。那么根据连通器原理，上面瓶子里水与上面管子里的水高度相平。

那么，再回到原装置，我们从能量的角度来看它。如果读者做了这个装置，那么一定会看到上面的水喷了一会就不喷了。我们能想到其实是上方的水到下方，用这样重力势能的减小换取中间水重力势能的增加，大能量换取小能量，怎么会永动呢？

事实上，这个装置的学名叫希罗喷泉。它的发明者希罗是古希腊著名学者。请读者再认真体会一下它的原理。

今天介绍的三个永动机是关于水的，希望大家有所收获，我们下期再见~~~