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or1ko's diary

日々を書きます

永久機関2

misc

突っ込まれましたね....敗戦の予感...

...

間違いました.

考えるヒントとして。各ボールをつながずに、単に下から入れることにする。このとき、浮力により上昇したボールは初期状態より高い位置エネルギーを得ることになる。エネルギー保存の法則が成り立つならこのボールはどこかからエネルギーを与えられたことになる。さてどこからエネルギーを与えられたのだろうか。

ヒントをいただいたので,そこから再出発.

スーパーボールを使った例を考える.
まず,水を入れたコップの底にスーパーボールを入れる.大半のスーパーボールは水面に浮かび上がる.このとき,スーパーボールは水から浮力としてエネルギーを受け取り,位置エネルギーを変化させる.

ここ受け取ったエネルギーは元々はどこからきたものだろうか?
そのエネルギーはスーパーボールを手などを使ってコップの底に移動させた時のものである.

まとめるとスーパーボールを水面に押し上げるエネルギーは,元々はスーパーボールを水底に移動させるエネルギーである.

これをもとにして元の問題を考える.
まず,例におけるスーパーボールを押し上げるエネルギーは球体を上部に押し上げるエネルギーである.例によれば,その対となるスーパーボールを水底に移動させるエネルギーが存在するはず.

では,そのエネルギーはなんだろうか.

そのエネルギーが与えられるのは,スーパーボールが水底に移動するときであるので,球体が弁を抜けて水底に入る時である.弁から球体が水底に入るには,水底にある水を球体分だけどこかへ押しやらなければならない.つまり,その押しやるエネルギーである.

つまり水を押しやるエネルギーが球体を上部に浮き上げるエネルギーである.

最後に元の問題に戻って,この装置はエネルギーが発生していないので永久機関ではない.

ということですね.あってますでしょうか.(odzさんの日記のコメントでのやり取りを見たら,正解だったようです.)
odzさん,ご指摘感謝です.