不存在永动机地球为什么会自转(利用空气浮力和地球重力做永动机)

看来你对永动机和地球有着很深很深的误解啊。

我先用一个最直观的比喻来告诉你,你的问题究竟出在哪里。

世界上没有永远花不光的存钱罐,除非一边花钱,一边往里装钱,对吧?所以聚宝盆只是一个神话传说,世界上并不存在。

那如果我在一个存钱罐里装100个硬币,然后再也不去动它们,硬币的数量就始终都是100个,一直不会减少。那我能说,这是一个永远也花不光的存钱罐吗?

显然不能,因为我只是把它们放进了罐子里,根本就花过,我不花,钱当然不会减少。

所以,存钱罐里的钱一直没有减少,并不等于它是一个永远花不完的存钱罐;同理,地球一直在保持运动,并不等于它就是一个永动机。

地球根本就没有达到永动机的效果,它只是没有将能量传递或转化出去而已,这道理跟我没有将罐子里的硬币花掉一模一样。

下面来说正题。

不存在永动机地球为什么会自转(利用空气浮力和地球重力做永动机)图1

造不出永动机是由于第一类永动机违背了能量守恒定律,第二类永动机违背了熵增定律;而地球的自转或公转并没有违反这两大定律。

实际上,地球假如没有不停地运动,反而违反了能量守恒定律。因为按照能量守恒定律,能量即无法凭空产生,也无法凭空消失,只能从一个物体传递到另一个物体,或者由一种形式转化为另一种形式。

地球在太空中是没有任何途径将动量传递给其他物体的,它如果无缘无故就不运动了,那它的动量岂不是就凭空消失了吗?

地球的持续运动是遵守牛顿三大运动定律的,而三大运动定律是所有宏观物体都遵守的,所以它跟别的物体的运动方式没有区别,显然不能叫做永动机。

不存在永动机地球为什么会自转(利用空气浮力和地球重力做永动机)图2

第一运动定律说任何物体都要保持惯性状态,直到外力改变它的运动状态。也就是说在没有受到阻力干扰的情况下,任何物体的惯性运动状态都不会受到改变。

例如绝对真空环境中的一个完全悬空的陀螺,由于没有任何外力的干扰,一旦开始旋转就会保持匀速旋转状态,永远不会停下。

而同样在绝对真空环境中的一个触到桌面的陀螺,由于底部摩擦力的干扰,它的旋转速度就会逐渐减慢。它的速度也必须减慢,因为摩擦就会生热,热量是陀螺的动量转化而来的,这就符合了能量守恒定律。

而太空正是一个阻力和摩擦力趋于0的环境,地球在太空中运动,就像是一个真空中完全悬空的陀螺在保持惯性运动状态,这不能称为永动机。

除此之外,地球的运动也不是永远不变的。

不存在永动机地球为什么会自转(利用空气浮力和地球重力做永动机)图3

既然遵守三大运动定律,地球在外力的影响下也就必须改变惯性运动状态,而事实也的确如此。

例如太阳系中各大天体的引力拉扯会让地球的运动方向发生偏转,从而无法保持匀速直线运动,而是沿着一条椭圆形的轨道,时快时慢地绕着太阳旋转。

又例如潮汐摩擦和发射火箭的反推力都会让地球的自转速度变慢,地球自转变慢的明显表征就是日夜交替周期会变长,这些微不足道的外力对于庞大的地球而言非常渺小,但影响却仍然存在,这就是1972年到1999年,地球的标准时间总共增加了22闰秒的原因。

所以,地球的运动跟任何真空中运动的物体都是没有区别的,假如强行认为这种运动方式就叫作永动机,那人类已经造出“永动机”了,人造卫星就是以这样的方式围绕地球运动的。

不存在永动机地球为什么会自转(利用空气浮力和地球重力做永动机)图4

什么叫永动机?

所谓的永动机并不是指能够永远保持惯性运动状态的物体,而是指在不消耗能量的情况下,能够对外做功的机器。

注意,永动机的关键词不是“永远运动”,而是“不消耗能量”和“对外做功”。

就拿前文提到的真空中旋转的陀螺来说,它在接触到桌面时会由于摩擦而产生热量,假如它在传递出热量的前提下,还能做到不消耗动量(不减速),那么它才能被称为永动机。

而它在不接触桌面的情况下,由于没有摩擦而不会传递出热量,同时它也没有接触到任何物体,也就无法传递出任何动量。而能量守恒定律是不允许它自身的动量凭空消失的,除非传递出去,否则将一直保有,所以它只能永远保持运动状态。

但这种运动状态是没有任何意义的,它是在没有对外输出任何能量的情况下,永远保持着恒定的能量,这与一个静止状态的陀螺完全没有任何区别。

而事实上,静止和惯性运动状态本来就是相对而言的,所以保持惯性运动状态的物体=静止的物体,因此以这种方式运动的陀螺不能被称为永动机。

地球的转动靠惯性。至于地球转动的初始动力来自哪里,科学界有多种假设,我们暂且不去管它,我们只讨论地球为何能不停的转下去。

地球很像小孩子玩的陀螺,但陀螺的转速会不断变慢很快就停下来。这是因为陀螺在运转中遇到了阻力,这些阻力主要来自空气以及陀螺和地面的磨擦。显然陀螺的体积和质量(重量)越大;磨擦阻力越小,持续运转时间越长。

地球的厐大体积和质量让它带有巨大的动能,这就是地球旋转的动力。而让地球持续旋转的最主要原因是地球有一个极好的润滑系统。

大家知道地球上只有一个很薄的大气层,然后外面就是几乎真空状态。这就是说地球不仅没有陀螺和地面的固体磨擦,而且连空气阻力也不存在。空气分子间的磨擦力已经很小了,地球的旋转连这种很小的阻力也去掉了,磨擦系数几乎为0!这样的润滑条件是地球上的工程师们梦寐以求却又求之不得的。

不存在永动机地球为什么会自转(利用空气浮力和地球重力做永动机)图5

宇宙里的真空不仅为地球提供了一个无以伦比的润滑条件,让地球不会很快停下来,而且还让远在1.5亿Km之外的太阳把光和热畅通无阻的送到地球上。如果太阳系充滿空气,太阳周围的空间会很亮很热,而稍远些的地球则是冰冷黑暗的世界,地球自转的动能也早就在空气阻力的作用下消耗殆尽了,哪里还会有我们人类呢?

实际上地球的自转速度还是在逐渐变慢,在过去的2000万年变慢了两个多小时。因宇宙空间达不到绝对真空,所以这既有少量分子的磨擦力也有月球等其它天体引力的干扰,如果地球一直存在,那么迟早有动能耗尽停止转动的那一天,不过这已经和我们人类没多大关系了。以上是我的解答。

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