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点子:重力能开发设备 (定价:1元)


变换重心提取重力能(图搜此语)

玩具木马的启示:木马来回摇动,摇的力并不大,木马对地面的压力却很大。
实验如下:在地面铺设一条充满水的塑料U型水管(中段可变型),水管两端各有一个活塞。水管中间放置一个船形重物(简称船),若将一个法码放在船的一端,船势必往法码端倾斜。另一端的水会流入船底的空隙,拿走法码,船身复原,船体的重量会将水压回原处,推动活塞做功。不断地将法码交替放置于船的两端,船就来回摇摆,推动两边的活塞交替做功。
  实验受力分析计算如下:
船体重10Kg,法码重2Kg
船体的中心线将船平分为两半,以船底中心为支点,船的左右两端各重5Kg。当法码放在船的右端后,7Kg的力对抗5Kg的力,船向右倾斜,左端的水流向船底。船的支点不断右移,直至支点两边各为6Kg时静止。法码垂直下降H 米,拿走法码,船体复位,压迫水管,推动活塞做功。
在此运动过程中。推动船体移位(重心上移)的力多半来自船体自身(5Kg),外力(人为付出)只有2Kg。
船身右端下沉做功W1=(4+2)×10×H=60H(焦)
其中外力做功W外=2×10×H=20H(焦)
船身右端做功W右=4×10×H=40H(焦)
船身左端上翘得到势能W2=5×10×H=50H(焦)
注:一式(W1)中4为5逐渐减少而来,二式(W2)中5会逐渐增多至6。实际上,W1=W2=55H(守恒)。为最大限度减少误会与计算方便,分别取最不利于结论的数据进行计算。也好更能证明命题。
当船体右倾至静止时,船体的原始重心演变为新重心(右移并下降),拿走法码后,船体的重心再次转移至第二新重心(左移并升高且高于原始重心)。也就是说,船身在法码作用下升高了。
船体具有的新势能为W3=W2=50H,原先用来平衡该势能的法码已移开;船体右边的势能40H由于重心的改变也不复存在。
当船身复位时,船身势能做为一个整体对外做功50H(焦)
我们得到的能50H是付出的能20H的1倍半。
结论:通过较小的外力及支点转移等手段使重物(船体)重心发生变化成功地开发出较大的重力能。


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