杠杆在处于水平方向,支点是杠杆中点时,杠杆两端的负重位置和负重一样,杠杆就保持静止,杠杆两端的负重位置一样,负重不同时,就发生倾斜变化。
把100吨重的东西,提升1米,在杠杆支点位置提升一米和在杠杆负重位置提升一米,所消耗的能源是同样多的。
而提升1米能怎样呢?如果设计一个长度为50米的齿条,作为100吨重的砝码的承重结构,然后在齿条处于水平位置时,齿轮砝码自然是不移动的,而把齿条的一端上升1米,另一个端点下降1米,齿轮就会因为齿条处于斜面,从而受重力影响移动。
也就是,只要让水平杠杆一边的负重位置和负重质量不变,而另外一边的负重位置可变,负重质量不变,就能让杠杆在水平和垂直之间转变。
设计两个杠杆,一个可变动倾斜程度的齿条。
A杠杆在长端注满水,然后用齿条把100吨重的齿轮砝码移动到A杠杆短端,因为100吨重的齿轮砝码让整个杠杆的两边不平衡,从而让注满水的A杠杆从水平位置,转向垂直位置,就可以用海拔差发电。
这个时候,A杠杆长端放出的水,全部通过管道,注入B杠杆之中,B杠杆注满从A杠杆放出的水之后,把A杠杆的短端的齿轮砝码通过齿条提高海拔,齿轮砝码所在的齿条只要过水平位置略高一点,就能让齿轮砝码自己滚动到B杠杆的短端,从而让B杠杆从水平位置转向垂直位置,只需要提供能源,让砝码齿轮在两个杠杆之间来回滚动,就能让杠杆不断提供海拔差发电能。
另外,如果单纯是想要转动机械能用于发电,貌似把100吨的齿轮砝码放在长度为1千米的杠杆齿条上,然后只需要调整杠杆齿条的水平高度和水平夹角,就能让100吨的齿轮砝码在齿条上来回滚动,所提供的机械能,远比海拔差发电能强力好吧?
一个杠杆,两个支点起重机。
A端点,B端点,C杠杆齿条,D齿轮砝码。
当A端点海拔高度高于B端点时,D齿轮砝码在C杠杆齿条上从A端点位移到B端点,过程中,提供了足够多的转动机械能。
在D齿轮砝码在B端点时,把齿轮锁死在齿条上,然后通过起重机,把A端点下降到B端点之下,解除锁定之后,D齿轮砝码就从B端点转动着向A端点滚动。
让100吨重的物体,水平方向位移1千米,所提供的机械能,是不是大于把100吨重物体,提升10米?如果是,就可以实现使用齿条杠杆和齿轮砝码,以及转动能和摆动能采集机械发电,然后用所发的电的N分之一,用于让机械能够继续重复工作。
那么这种机械能够用于做什么呢?只需要一个足够长的齿条,就能生成足够转速的机械能。
如果是最速降线齿条呢?其能够提供多高的转速?
举个极端例子,如果设计一个赤道的渐开线,在一个无大气天体上,是不是让渐开线环绕天体N圈,行程为赤道周长的N倍,然后只下降赤道周长不足百分之一的高度,这些行程过程中所提供的机械能的百分之一,足够让齿轮砝码垂直提升高度到开始坠落的轨道起点最高处。