GraNiNiРасчет показывает, что "собака" (в смысле - ошибочность предположения автора, будто эта система при всплытии сможет совершить больше работы, чем мы затратим на её утапливание на глубину
закопана в целом во всей картине.
Например, во-первых, поршни для образования поплавка самопроизвольно не всплывут, так как для преодоления давления на верхний поршень нам необходимо будет ещё затратить работу плюс к той, которую совершит сама вода, надавливающая на нижний поршень. Это не догадка, все работы рассчитываются.
Во-вторых, даже если предположить, что все нужные движения совершатся (пусть нужная энергия на образование поплавка будет "взята в долг" из дальнейшей работы самой воды за счёт появившейся подъёмной силы поплавка), так что система в итоге вернётся в исходное до затопления положение, то суммарная с учетом знаков работа всех сил в этом цикле оказывается равной нулю.
Т.е. - не образуется добавочной энергии от подъёмной силы, как мечтает автор.
В этом убеждают расчёты. Голая же интуиция, без чётких расчётов, может обманывать, - на том и устроены любые "проекты ВД".
А когда расчёт выполнен, то упрощённо пояснять его результат можно по-разному. Можно так, как говорит
amon: предложенная автором конструкция это две банки, причем в одной мужики крышку поднимают, а в другой - опускают, и наоборот.
До меня две банки туго доходят. Кажется очевиднее вот какая интерпретация (в вычислениях пренебрегаю массами элементов конструкции, толщинами стенок, штока, поршней и т.п.; обозначения перечислял выше):
Результат расчёта работы против сил давления для затопления системы, первоначально не имеющей большого пустого объёма
, оказался очень наглядным:
- это произведение глубины затопления
и выталкивающей силы Архимеда
действующей на трубку с штоком внутри и маленьким поршнем на нижнем её конце;
- пустой объём этой трубки. А работа, совершаемая давлением воды суммарно на этапах всплытия системы, - получилась такая же, только с противоположным знаком, сумма обеих работ равна нулю.
Т.е. этот результат выглядит так, как если бы большого поплавка объёмом
вообще в цикле не было. Просто мы топим трубку объёма
а затем как будто она же сама и всплывает под действием своей силы Архимеда. Тут очевидно, что наша работа на затопление трубки должна быть равна работе, которая нам возвращается силой Архимеда при всплытии той же самой трубки.
(Подчеркну также, что формула силы Архимеда здесь не привносилась в расчёт заранее, а возникла в этом ответе сама собой, как результат расчёта работ через давления. В этом примере представление о силе Архимеда приемлемо для интерпретации, потому что тут, как видим, оно не приводит к расхождению с расчётом через давления.)
Почему же большой поплавок оказался "не при делах", т.е. почему из ответа для указанных двух работ выпал объём
Ну, раз мы уже знаем этот результат расчёта, то можем и догадаться до его интерпретации :) (а иначе не догадались бы и впали бы в самообман, как автор ВД). Дело, значит, должно быть в том, что сколько работы надо затратить под водой на образование поплавка
столько же он и вернёт в итоге, когда всплывёт и исчезнет.
Автор ВД этого не знал и рассуждал ошибочно. Примерно вот как. Большое давление под водой, действующее на маленький поршень с площадью
приподнимет на высоту
широкий поршень
расположенный выше маленького на величину длины штока
Давление воды наверху-то меньше, чем внизу, и, значит, не слишком много затратится работы на создание такого поплавка с большим объёмом
И, мол, при его всплытии его большая сила Архимеда покроет все затраты, да ещё и отдаст нам сколько-то добавочной энергии.
Вот эта интуитивная надежда на получение добавочной энергии от силы Архимеда и есть ошибка автора ВД. В этой ошибочной мысли зарыта собака.
Расчёт показал, что энергия, выдаваемая системой суммарно на этапах всплытия, как раз вся уйдёт на покрытие затрат по затоплению и созданию поплавка под водой.
(Применительно к этому факту пример с банкой хотя и выглядит конструктивно иным, но он действительно аналогичен. В нём
лёгкая банка после выхода крышки из под поверхности воды продолжает всплывать до уровня, на котором её дно оказывается почти у поверхности воды. Там давление воды на дно банки приблизительно обращается в ноль. Это аналогично исчезновению поплавка на последнем этапе всплытия у автора ВД, а расчёт, выявляющий отсутствие выигрыша энергии в цикле с банкой, выше уже дан.)
Повторю: без расчётов, на основе лишь интуиции выяснять "работоспособность ВД" не вижу смысла. Потому что конструкции ВД авторы придумывают именно такие, в которых интуиция может и нас и самих авторов обманывать. То же относится и к не основанным на расчётах попыткам угадывать, "где зарыта собака".