早期的永动机

13世纪时一个叫亨内考的法国人设计出了一幅永动机的示意图。他的想法很有趣，12个相同的重球装在杆子上，用铰链铰在一个特殊的轮盘上，当轮子作顺时针转动时，由于齿轮边缘的不同斜度设计，使右边给轮子加速的重球的力矩比左面的给轮子减速的力矩要大。别忘了力矩等于力乘力臂，力臂就是力与轴心的垂直距离。我们不妨比较一下铰链点在同一水平线上的2球与8球，2球的力臂为ab，8球的力臂为ca，显然，ab>ca，设重球的质量为m，则必然有：

mg·ab（加速力矩）>mg·ca（减速力矩）其中g为重力加速度，mg即球受到的重力。那这样是不是达到永动机的设计了呢？用不着去详细计算这个力学问题的每时每刻的总力矩，只要在图中数一数加速力矩与减速力矩的数目就行了。虽然对一个球来说，加速轮子的力矩比较大，但是，在转动过程中，加速力矩总是比减速力矩要少。就以上图所画的情况看，第1、2、3、4等四个球是加速轮子的，第5球力矩为零不算，但有第6、7、8、9、10、11、12等七个球是减速轮子的，数目大大超过前者，实际上就不可能达到总加速力矩永远大于总减速力矩的目的。何况还没有考虑轮轴上的摩擦力矩，而摩擦力矩是永远阻止轮子转动的。更不用说还要这轮子工作了。让它工作，简单说让它从井底吊上一桶水，设该桶水的质量为m，受到的重力为mg，重力离轮心的距离为R，则该桶水阻止轮子转动的力矩为mgR。

亨内考的永远机

16世纪70年代，意大利的一位机械师斯特尔又提出了一个永动机的设计方案。他的设计方案实际上是利用高处的水向下冲的办法来使机器转动，现代的水电站就是这样做成的。可是，真正的水电站有取之不尽用之不完的水源，这水源是汇集了上游河道的流水，上游的流水又从各处集结而来，总之，这些流水是从下雨积聚来的。现在要人造一个水电站，在高处放一个水槽，从水槽中流出水来冲击水轮转动，不管是让水轮转动后用来发电或直接用来带动水磨，有一个必须解决的问题，就是如何将流下的水再回到高处的水槽中去？设计者想尽办法如何收集起流下的水再回到高处的水槽中去，甚至想利用毛细管原理，一块挂着的毛巾，下端放在水盆里，由于毛巾纤维的毛细管作用，使整个毛巾都潮湿了，这就是毛细管原理。但那是靠毛细管壁的附着力才有的现象，没法让大量的水通过附着力升高，结果还是失败的。

永动机吊水

人们发现的各种物理现象都会被永动机的痴迷者用来设计永动机，物体在水中的浮力也被永动机设计者利用。设计者将机器的一半放在水中，一半在空气中。在水中的球因受到水的浮力作用，等于球的重量减轻了，因而对机器的转动力矩就小了，机器就向逆时针永远转动。

固然，下面图中的5、6、7重球因受到浮力要比相应的1、2、3重球的力矩小，可是，当4球从空气中进入水中所受到的水的阻力要比8球出水时所受的水的推力大得多。为了看得更清楚，我们把图简化一下，只剩2、4、6、8四个球，并且用立方体来代替球形，得到下图。

浮力永动机

简化的浮力永动机

从图来看，在水中的第6方块受到浮力，而在空气中的第2方块没有浮力，似乎可以使机器向逆时针方向转；但是，大家知道，浮力等于方块排开的水重，而水越到深处，密度越大，密度大，排开的水的重量就大，也就是浮力大。因而第4方块所受的浮力就比第8方块所受的浮力大；推第4方块出水的力就比推第8方块的力大，这个差别就要使机器向顺时针方向转动。因而即使你开始推它一下，让它动起来，它也只能一会儿顺时针、一会儿逆时针地摆动，到最后因摩擦而停止在平衡点，根本不可能做成向一个方向转动的永动机。

到了科学已经很发达的现代，永动机的痴迷者还大有人在。有人就信誓旦旦地说：“我们国家需要发展，就要靠我们自己的发明创造，永动机真的不可能吗？我一定要为国家的富强做成永动机……”

只要打开有关网页，各种永动机的设计琳琅满目，还有人企图用自己的永动机参加2010年的上海世博会。