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Machines à mouvement perpétuel: pourrions-nous jamais en construire une «vraie»?

Machines à mouvement perpétuel: pourrions-nous jamais en construire une «vraie»?


Le mouvement perpétuel, une innovation fantastique si elle est réalisée ou l'huile de serpent de la physique? Le recul est toujours 20/20 comme on dit. Il est facile pour nous de rire et de ridiculiser les revendications passées de dispositifs qui sont supposés être des dispositifs à mouvement perpétuel. L'histoire populaire place souvent un stigmate sur des dispositifs tels que les curiosités bizarres de l'ingénierie. Est-ce juste compte tenu de notre connaissance actuelle du monde qui nous entoure? Nous devons à tout moment nous souvenir de ce que les générations précédentes savaient à l'époque. Cela est vrai pour de nombreuses facettes de la science et de la technologie.

Un bon exemple serait la machine à mouvement perpétuel magnétique «Bishop Wilkins». On prétend souvent que cela a été créé comme un gambit pour prouver le concept. Peut-être était-il en fait destiné à prouver la futilité de la quête de l'huile de serpent de la physique. Nous examinerons cela plus tard.

Pourrions-nous jamais fabriquer un appareil qui fonctionne sans aucune perte d'énergie? Regardons...

Qu'est-ce que le mouvement perpétuel?

Ces types de machines sont en effet des appareils qui bougent perpétuellement, ils ne s'arrêtent jamais. Si vous pouviez en créer un aujourd'hui, le mettre en mouvement et le laisser tranquille, il devrait, en théorie, continuer à avancer jusqu'à la fin des jours. Jusqu'à ce que l'on appelle le "Big Freeze", c'est bien loin.

Le "Big Freeze" est la fin théorique de tout quand l'univers s'est tellement développé qu'il atteint un état d'énergie libre thermodynamique nulle. À ce stade, le cosmos sera incapable de soutenir le mouvement, les atomes seront brisés et généralement, tout sera assez mort. L'espace et tout ce qu'il contient atteindront le zéro absolu.

Ce sera une période d'obscurité éternelle, sans fin et totale. Une belle pensée et ce n'est que dans environ 100 trillions d'années. Il existe bien sûr une pléthore d'autres théories de la fin de tout parmi lesquelles faire votre choix, mais mon préféré est le Big Freeze. Semble parfaitement sobre.

Mais je m'éloigne du sujet, la chose la plus importante à noter est qu'une telle machine fonctionnerait au moins jusqu'à ce point dans le temps.

Tout ce qui brille n'est pas en or ou en mouvement perpétuel

Vous trouverez probablement de nombreux modèles sur «l'interweb» prétendant être des prototypes fonctionnels ou des preuves de mouvement perpétuel. Certains de ces modèles semblent convaincants lors de la première inspection. Vous pourriez probablement développer un design vous-même, et s'il est correctement conçu, il pourrait également bouger pour toujours.

Si cela pouvait être réalisé, cela aurait des implications énormes. On pourrait penser qu'ils pourraient fournir une source d'énergie éternelle, non seulement illimitée mais également gratuite. Ou pourraient-ils?

Malheureusement, le monde réel et la physique fondamentale ont d'autres idées pour les machines à mouvement perpétuel. Ils sont, par définition, impossibles. Du moins compte tenu de nos connaissances actuelles en physique. Il est possible que de nouveaux domaines et connaissances se présentent à l'avenir et bouleversent notre compréhension de la physique. Il ne faut «jamais dire jamais», surtout en science. De telles révélations prouveraient que tout ce que nous savons est simplement faux et rendraient la plupart de nos observations de l'univers insensées.

Si les machines à mouvement perpétuel ne sont pas impossibles, nous pourrions probablement dire qu'elles sont aussi proches que vous le ferez en science. Examinons ensuite quelques exemples et comment ils pourraient théoriquement fonctionner.

Une pierre à mouvement perpétuel ne recueille aucune mousse

Nous sommes sûrs que vous connaissez la première loi de la thermodynamique. C'est la loi de la conservation de l'énergie. L'énergie est toujours conservée et n'est ni créée ni détruite. Vous pouvez cependant changer sa forme de l'une à l'autre. Pour qu'une machine continue de bouger, l'énergie fournie au système doit rester dans le système sans aucune perte. Ce seul fait rend sans objet l'idée de machines à mouvement perpétuel.

Une véritable machine à mouvement perpétuel doit obéir à ce qui suit:

1. La friction doit être éliminée. Aucune pièce mobile ne peut se toucher. La friction priverait la machine d'énergie en la perdant sous forme de chaleur ou de lumière si elle chauffe suffisamment. Vous pourriez rendre les surfaces des pièces aussi lisses que possible, mais il y aurait toujours des imperfections microscopiques qui créeraient des frottements, même si elles étaient très petites. Chaque fois que deux parties frottent ensemble, dans une mesure quelconque, de la chaleur sera générée. Selon les lois de la thermodynamique, l'énergie cinétique est convertie en énergie thermique et perdue du système. Pas cool, sans jeu de mots, pour la machine à mouvement perpétuel proposée.

2. La machine doit fonctionner dans un vide, c'est-à-dire sans air. L'air, comme les autres pièces mobiles, frottera sur la machine en mouvement, créera une friction et créera une petite, mais importante perte d'énergie de la machine. Avec le temps, même s'il s'agissait du seul frottement, la machine perdrait toute son énergie cinétique à cause de ce frottement. Cela prendrait beaucoup de temps, mais la machine s'arrêterait bien avant la fin des jours.

3. La machine doit être silencieuse, absolument silencieuse. Toute production sonore est également une perte d'énergie du système. Ceci, comme les deux autres points ci-dessus, finirait par priver la machine de son énergie cinétique.

[Source de l'image: Pixabay]

Contemplez la merveille du mouvement perpétuel

Même avec l'incapacité proposée du mouvement perpétuel de briser les lois de la physique; la curiosité, ou est-ce de l'arrogance, n'a pas empêché les inventeurs ambitieux de tenter d'y parvenir.

Le musée en ligne de Simanek dévoile certaines des premières machines conçues par le mathématicien et astronome indien Bhaskara au 12ème siècle. La conception était telle qu'elle est censée continuer à tourner en raison d'un déséquilibre créé par des conteneurs de mercure autour de sa jante. D'autres exemples incluent les moulins à vent du 16ème siècle, les siphons du 17ème siècle et certains modèles de roues à eau.

Il faut noter que certaines conceptions de machines ont été conçues véritablement dans un esprit de curiosité et de science. D'autres, en revanche, sont des tentatives directes de tromper pour un gain monétaire. Probablement le canular le plus célèbre étant celui de Charles Redheffer de 1812. Nous en parlerons plus tard.

L'Amérique du dix-neuvième siècle, comme n'importe où, était un endroit privilégié pour les canulars de ce genre. Dans son livre "Pranksters: Making Mischief in the Modern World", Kimbrew McLeod nous révèle que de nombreuses personnes se sont lancées à l'époque des Lumières. C'était un âge pour les plus scrupuleux de rechercher la vérité par la méthode scientifique, pour d'autres plus un moyen de gagner de l'argent grâce à la pseudo-science. C'était une période d'alphabétisation toujours croissante introduisant des idées plus anciennes, souvent démystifiées. Semble familier? Ahem, terre plate. Quoi, qui a dit ça?

Apprenez de l'histoire ou soyez condamné à la répéter, ou en profiter

Le siècle des Lumières a apporté des idées fantastiques aux gens et cela a suscité un grand intérêt, ce qui est formidable. Malheureusement, la plupart de cet intérêt est venu avec le très peu de compréhension d'eux. Barbara Franco écrit à ce sujet dans son livre "The Cardiff Giant: A Hundred Year Old Hoax". Pour le public du XIXe siècle, la distinction entre les disciplines scientifiques populaires et sérieuses était souvent difficile à diffuser. Ces esprits curieux et affamés étaient nourris de conférences, de théâtres, de musées de curiosité, de cirques et de rencontres de renaissance.

Un autre trait intéressant de l'humanité est notre amour apparent pour être dupé. Amy Reading le souligne dans son livre "The Mark Inside: A Big Swindle, a Cunning Revenge, and a Small History of the Big Con". Son livre se concentre sur le sens américain du plaisir. Il peut, cependant, être étendu à la plupart d'entre nous et à notre soif d'apparemment impossible. Elle explique que les gens adorent être séduits par une histoire dont ils savent qu'elle n'est pas vraie. De toute façon, ils aiment tomber dans le piège et semblent surpris lorsqu'ils apprennent qu'ils ont été escroqués. Vous pouvez probablement penser à de nombreux autres exemples dans le monde moderne. "Click Bait" est la première chose qui me vient à l'esprit.

Exemples, enfin non-exemples de mouvement perpétuel

Comme mentionné précédemment, vous tomberez sur de nombreuses revendications de dispositifs ou de machines à mouvement perpétuel. Beaucoup sembleront convaincants au début, mais un examen plus approfondi les révélera pour ce qu'ils sont vraiment. L'huile de serpent de la physique. Avec n'importe quelle réclamation, assurez-vous de vous demander, "d'où vient l'énergie?".

Sans plus tarder, examinons de plus près trois exemples infâmes, souvent cités:

Canular de Redheffer

Philadelphie et New York ont ​​été fascinés par la machine à mouvement perpétuel de M. Redheffer en 1812. Ses spectacles lui ont valu des milliers de dollars, une somme énorme à l'époque. Si vous êtes intéressé, l'histoire est couverte en détail dans le livre de W.J.D Ord-Hume "Perpetual Motion: The History of an Obsession". Selon Hume, les historiens connaissent très peu l'histoire de Redheffer avant le canular. Il est apparu pour la première fois sur les lieux en 1812, ouvrant une maison près de la rivière Schuylkill pour montrer sa machine miracle.

Redheffer a affirmé que les "gubbins" de la machine pouvaient continuer à bouger pour toujours sans jamais être touchés ou aidés.

La machine, apparemment, fonctionnait selon le principe supposé du mouvement perpétuel par une force continue vers le bas sur un plan incliné. Cela, a-t-on affirmé, produirait une composante de force horizontale continue. Redheffer, selon Ord-Hume, a construit une machine qui fonctionnait grâce à un pendule entraîné par gravité avec un grand engrenage horizontal en bas. Cela s'emboîtait avec un autre engrenage plus petit. Ces deux engrenages et l'arbre associé tournaient séparément. Deux rampes ont été placées sur le plus gros train et sur les rampes il y avait aussi des poids. Ces poids, disait-on, éloignaient le gros engrenage de l'arbre. Le frottement résultant ferait tourner l'engrenage et l'arbre.

Cet engrenage rotatif alimenterait le plus petit engrenage si les poids étaient retirés, la machine s'arrêterait. Redheffer était tellement satisfait de sa machine qu'il a fait pression sur l'État de Pennsylvanie pour en construire une plus grande. L'État, plutôt sagement qu'il s'est avéré, a envoyé deux inspecteurs pour enquêter sur l'investissement potentiel. C'est là que l'intrigue de Redheffer a commencé à se dérouler.

[Source de l'image: Wikimedia Creative Commons]

Menteur perpétuel en mouvement

Lorsque les inspecteurs sont arrivés, ils ont trouvé la machine dans une pièce verrouillée avec une porte verrouillée. La machine de Redheffer n'était visible qu'à travers une fenêtre. L'un des inspecteurs, Nathan Seller, avait également emmené son fils. Le fils de l'inspecteur a remarqué que les engrenages de la machine ne fonctionnaient pas exactement comme déclaré. Les rouages ​​et les engrenages semblaient être usés du mauvais côté. Cela signifierait que l'arbre, les poids et l'engrenage n'entraînaient pas le plus petit engrenage sur le côté. Il semblait, en fait, que le contraire était vrai.

Nathan a cru son fils et a déterminé que la machine était un canular. Au lieu de rendre public son intuition, il a embauché Isaiah Lukens, un ingénieur local, pour construire sa propre version de la machine. Il avait pour mission de ressembler et de "fonctionner" comme Redheffers était censé le faire. Lukens a réussi à construire un appareil similaire avec une base apparemment solide et un morceau de verre carré au sommet. L'appareil avait quatre fleurons en bois qui étaient censés être décoratifs sur le verre attaché à des poteaux en bois.

Les menteurs ne prospèrent jamais

Lukens a placé un moteur d'horlogerie à la base. L'un de ces fleurons était en fait un dispositif d'enroulement. Il pourrait fournir de l'énergie au moteur toute la journée. Ce moteur ferait tourner l'arbre et donc alimenterait les engrenages. Lukens a montré à Redheffer la réplique de la machine, qui était tellement submergée par la vue qu'elle fonctionnait, a offert de l'argent pour savoir comment cela fonctionnait. Les vendeurs et Lukens ont laissé la nouvelle du canular se répandre plutôt que d'affronter Redheffer sur place.

La machine a été démystifiée une deuxième fois, après quoi la foule a senti le sang. En réalisant cela, la foule est devenue balistique et a détruit le travail de Redheffer. Redheffer, naturellement fait une sortie rapide, pour ne plus jamais être revu. Voici un modèle en action, bien qu'il soit légèrement modifié par rapport au design original. Cette machine est un bon exemple d'avertissement de l'histoire sur les allégations de création d'une machine à mouvement perpétuel.

Le dispositif à mouvement perpétuel de l'évêque John Wilkins

L'évêque John Wilkins, fondateur et premier secrétaire de la British Royal Society, a compilé un livre sur "Mathematical Magick". Son travail a coïncidé avec la période de l'histoire où les «arts magiques» ont été remplacés par la méthode scientifique à l'époque des Lumières. Une époque que nous pouvions à peine comprendre maintenant car la mythologie a été remplacée par la raison.

Au début de 1600, le livre de William Gilbert "de Magnete" est sorti. Les lecteurs se sont vu offrir un compte rendu fascinant des expériences de Gilbert avec les pierres de taille magnétiques et une introduction au nouveau domaine du magnétisme. Cela a suscité un grand enthousiasme et un grand intérêt pour ce champ d'expérimentation naissant. Beaucoup, cependant, ont mal compris ce phénomène mystérieux. Johannes Kepler a tenté d'appliquer la théorie pour expliquer le mouvement des planètes, mais plus tard pour l'ignorer.

Kepler a joué avec l'idée que le soleil était un énorme aimant dont les champs affectaient les orbites de la planète, il l'a ensuite jeté de côté. Anton Mesmer pensait que les aimants influençaient peut-être le corps humain, pensant qu'ils pourraient créer une influence magnétique chez les gens. On suppose que le travail d'Anton a inventé l'expression "magnétisme animal" et "mesmérisme".

Retour à la machine

Wilkins a discuté de la difficulté d'obtenir un mouvement perpétuel. Il a examiné, en détail, un dispositif souvent attribué par Schott à Johannes Taisnierus. Cet appareil se composait de deux rampes inclinées, d'une boule de fer et d'une pierre magnétique collée sur le dessus. Le lodestone était un gros morceau de pierre naturelle enfermé dans une boule de fer.

La balle a été tirée sur la rampe vers le lodestone, où elle est ensuite tombée à travers un trou vers une rampe inférieure. De là, il a roulé à travers un autre trou jusqu'à la rampe droite où il a été remonté. Ce concept de base nécessitait évidemment davantage de travail et d’amélioration. Comment empêcher la balle d'être maintenue en place sur la rampe par l'aimant par exemple? Il nous serait difficile aujourd'hui de comprendre pourquoi cet appareil était pris au sérieux à l'époque. Même aujourd'hui, ce concept de base est toujours considéré pour les solutions contemporaines de mouvement perpétuel, ce que l'on appelle les moteurs magnétiques.

Wilkins a examiné l'appareil et a offert une discussion détaillée et des difficultés pratiques de l'appareil. Sa discussion a considéré comme une difficulté majeure étant que la balle ne tomberait pas tout le long de la rampe inférieure mais serait maintenue en place par l'aimant. Peut-être qu'il remonterait même de la rampe inférieure.

La machine de Wilkin est un bon exemple de la façon dont nous devons être conscients que certaines propositions pourraient nous avertir de la futilité de cette quête.

L'oiseau qui boit

Les oiseaux qui boivent ou sirotent des oiseaux ou des oiseaux insatiables comme vous voulez les appeler, ce sont des appareils assez intéressants. Au début, cela peut sembler être un bon concurrent avec sa conception différente de la plupart des «moteurs» à mouvement perpétuel. Ces petits trucs de fête effrontés ont un levier en forme d'oiseau qui "prend" un verre puis revient à une position verticale et ainsi de suite.

Comment fait-il cela? Il semble en effet être en mouvement perpétuel. La conception de base de ces «jouets» implique deux ampoules en verre reliées par une longueur de tube en verre. Un peu plus de la moitié de l'espace à l'intérieur des ampoules en verre et du tube est rempli d'un fluide et pas d'air, qui est généralement coloré. Ce liquide est typiquement du dichlorométhane ou du chlorure de méthylène, qui a un point d'ébullition très bas.

Boire à l'oubli

La tête est généralement recouverte de feutre, qui absorbe l'eau lorsqu'elle «boit». L'évaporation de cette eau abaisse la température de la tête, provoquant la condensation du dichlorométhane dans la section de tête. Cela crée une chute de pression dans cette section de l'appareil suivant la loi des gaz parfaits. La pression plus élevée dans la queue pousse le liquide vers le haut du cou, ce qui alourdit le sommet de la tête. L'oiseau à boire pivote alors et la tête touche le liquide. Lorsque cela se produit, la section de queue s'élève au-dessus de la surface du liquide.

La pression s'équilibre lorsqu'une bulle de vapeur «chaude» monte de la tête à la queue, déplaçant le liquide au fur et à mesure. Cela augmente le poids de la queue et l'oiseau revient à sa position verticale, prêt pour tout le processus à recommencer. Alors, est-ce une machine à mouvement perpétuel? Rappelez-vous, d'où vient l'énergie? C'est juste la température de l'air ambiant. Non, ce n'est pas une machine à mouvement perpétuel, cela nous apprend à toujours chercher la source d'énergie si elle n'est pas immédiatement évidente.

C'est la fin de la route - Galvatron

Alors voilà. Nous espérons vous avoir donné un bon aperçu du monde merveilleux du mouvement perpétuel. Nous avons exploré ce qu'une telle machine devrait accomplir et avons examiné quelques propositions. De toute évidence, il existe de nombreux autres exemples et nous vous encourageons à partager les plus étranges et les plus sauvages que vous puissiez trouver.

L'histoire est remplie de canulars, de vendeurs d'huile de serpent et de personnes authentiques aux intentions altruistes. Nous devons garder l'esprit ouvert lors de l'examen des propositions futures, mais garder à l'esprit les revendications passées. Peut-être qu'un jour les lois de la physique seront renversées par une future innovation technologique. Une telle technologie doit être entièrement étudiée plutôt que de croire sur parole du créateur, nous savons que vous ne le ferez jamais bien sûr.

Nous avons vu que les générations passées peuvent probablement être pardonnées pour leur acceptation des revendications passées d'exemples pratiques. Notre compréhension du monde qui nous entoure est quelque chose de rare dans l'histoire de l'humanité. Les moins honorables ont dans le passé exploité notre «besoin» inné de perplexité et cela devrait servir d'avertissement pour nous tous alors que nous avançons. En restant sur le point, nous devrions tous être attentifs à cette possibilité mais profiter du divertissement de la «magie». La variété est, en effet, le piment de la vie.

Vous pouvez donc construire une machine "en mouvement pour toujours", la faire bouger en lui fournissant de l'énergie et puis quoi? C'est toute l'énergie que vous pourrez jamais en récolter et cela ne générera pas de «nouvelle» énergie pour vous. Alors, à quoi ça sert, soyons honnêtes, des machines à mouvement perpétuel?

Nous espérons que vous avez apprécié cet article! Nous apprécions toutes les suggestions d'exemples de machines à mouvement perpétuel que vous pouvez trouver. Pourquoi ne pas essayer d'en construire un vous-même?

Sources:LockHavenUniversité,Futurisme, Makezine, LiveScience

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