|
Вторым фактором, подтверждающим правильность нашего выбора электрической энергии, является пункт 1 нашего технического задания, где указано, что подъем груза сопровождается падением электрозаряда в мышце и каждой геометрической длине ее соответствует определенный электрозаряд. Следовательно, имеется непосредственная связь между электроэнергией и работой мышцы. Теперь ставим вопрос: как превратить электрическую энергию в механическую работу на молекулярном уровне? Электротехникой создано для этого много машин и механизмов различных типов. Но к мышцам, состоящим из молекул, их конструкция неприменима. Однако существуют приборы, позволяющие электроэнергию превратить в работу с помощью наэлектризованных молекул. Таким механизмом является элементарный ученический электроскоп (рис. 36). Вы заряжаете электрозарядом лепестки бумаги или фольги, сложенной пополам, и кончики бумаги расходятся, так как одноименные заряды Е — Е отталкиваются. Работа электрозарядов равна (за вычетом потерь) работе преодоления молекулярной упругости бумаги. Можно представить себе и более сложную схему. В четырехзвеннике (рис. 37) молекулы в виде шарниров А и В заряжены одноименными заря- дами. Силы отталкивания между ними создают силу подъема гири. Для получения этой силы мы ввели в схему два электрозаряда — А и В. Но такая силовая схема противоречит пункту 1 нашего технического задания, где эксперимент утверждает, что подъем груза сопровождается, наоборот, уменьшением заряда. Можно подобрать схему, отвечающую этой задаче. Для этого введем в схему многозвенника еще электрозаряды— С и D противоположного знака по отношению к зарядам А и В. Выберем количество электрозарядов в точках А, В, С и D так, чтобы звенья нашего ромба находились в равновесии (пунктирная схема). Теперь отнимем от молекул С и D по одному заряду, Тогда заряды D и С будут слабее отталкиваться друг от друга, и равновесие в фигуре нарушится. Для того чтобы восстановить равновесие, к точкам С и D надо приложить силу, способную поднять гирю, тогда во всех звеньях молекул вновь наступит равновесие. Согласно закону сохранения энергии, работа, затраченная на подъем груза на высоту, будет равна энергии двух отнятых электрозарядов у С и D. Такую схему можно рассчитать. Она полностью удовлетворяет требованию пункта 1 технического задания. Любопытно, что сжать в поперечном направлении этот силовой ромб мешают силы взаимоотталкивания зарядов А и В. Но как только мы перестанем сжимать ромб, силы противодействия нашим пальцам исчезают, так как все силы в ромбе уравновешены. Это свойство схемы отвечает требованию пункта 2. — 39 —
|