الآلات دائمة الحركة … حلم الطفولة الذي لن يتحقق !

من الأحلام الشائعة في طفولتنا هو حلم وجود آلات دائمة الحركة تعمل بلا توقف يمكننا استخدامها دون الحاجة إلى أي مصدر للطاقة. هذا الحلم يعكس الخيال والتصورات الخيالية للعديد من الأطفال، حيث يمكن للآلات القيام بمهام متنوعة والعمل بشكل مستمر دون تدخل بشري.

أذكر وأنا طفل أني رسمت رسماً قمت فيه بتوصيل محرك صغير بدينامو (مولد) دراجة، بحيث يولد الدينامو الطاقة للمحرك ويستخدم المحرك لتوليد الطاقة من الدينامو في دائرة لا تنتهي … تبدو فكرة رائعة أليس كذلك ! ومع ذلك، في الواقع، فإن وجود آلات دائمة الحركة بمفهومها التقليدي غير ممكن على الإطلاق. وذلك يعود إلى قوانين الفيزياء التي تمنع ذلك مهما حاولنا.

منذ القدم برز مفهوم الآلات دائمة الحركة (Perpetual Motion Machines)، بأنها آلات يمكنها الاستمرار في الحركة إلى الأبد دون الحاجة إلى أي طاقة إضافية. من المدهش لو استطعنا إنشاء آلة يمكنها الاستمرار في العمل بمفردها إلى الأبد لكن الحقيقة هي أن الآلات الدائمة الحركة غير ممكنة ، وهناك عدة أسباب لذلك:-

الطاقة لا تستحدث من العدم

الطاقة هي ما يجعل الأشياء تتحرك وتقوم بعملها. لكي تستمر الآلة في الحركة ، فإنها تحتاج إلى مصدر للطاقة. لكن الطاقة لا يمكن إنشاؤها من لا شيء ، ولا يمكن استخدامها بالكامل أيضًا. فهي تتغير فقط من شكل إلى آخر. وهذا ما يسمى بقانون حفظ الطاقة. لذلك إذا كانت الآلة تستخدم الطاقة للقيام بالعمل ، فسوف تنفد الطاقة في النهاية وتتوقف الآلة عن الحركة.

ثانيًا ، القوى المعاكسة

تواجه الآلات ظروف معاكسة أيضاً قد تمنعها من البقاء في وضع الحركة منها قوى “الاحتكاك” و “السحب” والتي تعمل ضد حركتها. الاحتكاك هو القوة التي تحدث عندما يحتك شيئان ببعضهما البعض ، كما هو الحال عندما تفرك يديك معًا. يتسبب الاحتكاك في إبطاء الأشياء والتوقف في النهاية. السحب هو القوة التي تحدث عندما يتحرك جسم ما خلال وسط أو مائع، مثل الهواء أو الماء، يتسبب هذا الوسط في إبطاء الآلة حتى تتوقف . لذا ، حتى لو كان لدينا آلة بدأت تتحرك من تلقاء نفسها ، فسوف تتباطأ وتتوقف في النهاية بسبب هذه القوى.

هناك عوامل أخرى مثل مقاومة الهواء والعيوب في المواد التي قد تتسبب في فقدان الآلة الدائمة للطاقة بمرور الوقت. هذه العوامل تجعل من الصعب حقًا بناء آلة يمكنها الاستمرار في الحركة إلى الأبد.

ثالثاً : الآلات دائمة الحركة تنتهك قانون الأنتروبيا :–

الأنتروبيا هي مفهوم في الفيزياء يعبر عن قياس للفوضى أو التشتت في النظام. عندما يكون النظام مرتبًا ومنظمًا، تكون قيمة الأنتروبيا منخفضة، أما عندما يكون النظام فوضويًا وغير منتظم، تكون قيمة الأنتروبيا مرتفعة. وبمجرد أن زيادة أنتروبيا النظام، يصبح من الصعب تحويل الطاقة بكفاءة.

عندما يتعلق الأمر بآلات الحركة الدائمة ، فهي بكل تأكيد تنتهك هذا القانون من خلال توفير إنتاج مستمر للطاقة دون أي مدخلات. ومع ذلك ، من أجل إنشاء آلة حركة دائمة ، ستحتاج إلى إيجاد طريقة لتقليل إنتروبيا النظام باستمرار أو الحفاظ على مستوى ثابت من النظام، وهذا يتعارض مع الميل الطبيعي للأشياء لأن تصبح أكثر اضطرابًا.

الاحتكاك ، الذي ذكرناه سابقًا ، هو عامل رئيسي يساهم في فقدان الطاقة وزيادة الانتروبيا في النظام. عندما يحتك سطحان ببعضهما البعض ، مثل الأجزاء المتحركة للآلة ، يتم تحويل بعض الطاقة إلى حرارة بسبب الاحتكاك. تتبدد هذه الحرارة في المناطق المحيطة ، ويفقد الجهاز الطاقة. بمرور الوقت ، يتراكم فقدان الطاقة هذا ، مما يتسبب في إبطاء الجهاز والتوقف في النهاية.

لقد حاول البشر على مر العصور صنع آلات دائمة لفترة طويلة ، لكنهم لم ينجحوا. لقد اكتشفوا أنه بغض النظر عن مدى براعتهم في تصميم آلة ، فإنها ستفقد دائمًا طاقتها وتتوقف في النهاية، في الحقيقة استفادت البشرية من هذا السعي الحثيث، حيث ساهم في الابتكار و زيادة كفاءة الآلات لتستهلك طاقة أقل أو تعمل لأطول مدة ممكنة قبل أن تتوقف في النهاية وهذا نجاح مهم في حد ذاته.

خلاصة: في حين أن الآلات الدائمة قد تبدو رائعة ومثيرة حقًا ، إلا أنها غير ممكنة بسبب قوانين الفيزياء. لكن لا تقلق ، فلا يزال هناك الكثير من الآلات والاختراعات المذهلة الأخرى التي يمكننا إنشاؤها باستخدام الطاقة التي لدينا!

مقالات قد تهمك