de Donald Simanek - Traduzido com sua gentil permissão
Mais sobre o Princípio de Stevin O princípio de Stevin é útil para problemas em equilíbrio, e é matematicamente equivalente a uma análise de força. Em um sistema mecânico onde as coisas estão livres para se mover, será que irão mesmo? Um modo de descobrir é olhar para as forças e torques em cada parte do sistema. Se elas somarem zero, as partes não vão acelerar. O princípio de Stevin nos permite fazer isto de uma forma alternativa (mas equivalente). O método começa imaginando um "deslocamento virtual" do sistema, e então calcula o trabalho que seria feito por cada força durante este movimento "virtual". Isto é chamado "trabalho virtual". Se a soma do trabalho feita pelas forças virtuais for zero, o sistema está em equilíbrio, e não acelerará. Em prática a análise é normalmente levada a cabo imaginando deslocamentos muito pequenos. [Os deslocamentos virtuais não precisam ser possíveis ou prováveis. Por exemplo, para calcular a força de tensão em uma viga mestra de ponte, uma pessoa pode imaginar a viga mestra sendo quebrada ou cortada e os pedaços podendo se mover.] Este método é particularmente útil para sistemas sem atrito ou quase sem. Isto é ideal para examinar propostas de dispositivos de MP. É um experimento Gedanken (de pensamento), mas quando nenhum modelo funcional do dispositivo é fornecido, é tudo que temos para trabalhar. Nós imaginamos o sistema como sem atrito (dando para o inventor a vantagem) e então se nós podemos mostrar que até mesmo com esta vantagem o dispositivo ainda não pode funcionar como alegado, podemos designar a proposta para o Museu de Dispositivos Impraticáveis.  Antes que voltemos ao problema de Stevin da rampa dupla com corrente vamos considerar primeiro o problema relacionado de uma rampla dupla de altura z e comprimentos de rampa x e y. Vamos dizer que x < y. Um peso A está na rampa x e um peso B na rampa y. Eles estão conectados por uma corda passando por uma polia no topo.
Lembrete: Trabalho é realizado em um copor quando ele se move soba a ação de uma força. Trabalho é o produto do componente força na direção do movimento e a distância que o corpo percorre.
Imagine um movimento de A para cima na rampa x que move a massa A em uma distância vertical z. Isto faz B se mover a mesma distância x abaixo em sua rampa, ou a fração x/y do comprimento dessa rampa, e portanto a distância vertical (x/y)z para baixo. Nós concluimos que para o equilíbrio estes pesos e distâncias devem satisfazer Ay = Bx, ou A/B = x/y. | Seja cético com qualquer proposta de moto perpétuo onde o movimento suposto não causa mudança na posição do centro de gravidade de qualquer parte do sistema |
Voltando ao problema de Stevin, usando a mesma rampa, a porção da corrente na rampa x tem comprimento x. A porção em y tem comprimento y. Os pesos da corrente estão em proporção aos comprimentos, assim A/B = x/y automaticamente satifaz a condição de quilíbrio. Portanto o sistema não irá se mover por si mesmo. A parte inferior da corrente obviamente não contribui em nada que perturbaria o equilíbrio. O princípio de trabalho virtual pode ser estendido a torques, e sua forma moderna é: Se o trabalho virtual feito por todas as forças externas (e torques) agindo em uma partícula, um corpo rígido, ou um sistema de corpos rígidos conectados com conexões e apoios ideais (sem atrito) são zero para todos os deslocamentos virtuais do sistema, o sistema está em equilíbrio.
Não vamos descartar aquela parte inferior tão casualmente, já que está fazendo algo muito importante aqui. Durante qualquer movimento virtual (imaginado), está fornecendo massa nova à porção da corrente que está em um lado da rampa exatamente tão rápido quanto a porção da corrente no outro lado da rampa perde massa. Está fornecendo impulso a um segmento da corrente à mesma taxa que ele é perdido no outro segmento. Porém, isto não faz nada para melhorar as chances do dispositivo de MP de funcionar. É um mecanismo que mantém a porção de rampa do sistema inalterada com o passar do tempo, até mesmo durante movimento virtual.Nós veremos este processo em ação (em trabalho virtual, é claro) em muitas outras propostas de motos perpétuos.
Nós podemos redeclarar o princípio de Stevin mais diretamente em uma forma aplicável para dispositivos que supostamente seriam dispositivos de movimento perpétuo: Se um suposto movimento (virtual) do dispositivo resulta em um estado final do sistema (o dispositivo e seu ambiente interativo) indistinguível de seu estado inicial, e zero trabalho líquido é feito no sistema durante este movimento (nenhum trabalho aplicado nele; nenhum trabalho aplicada por ele) então esse suposto movimento não acontecerá.
O princípio de Stevin é um primeiro passo particularmente apropriado ao analisar dispositivos do tipo de roda nas quais a rotação da roda não faz nada mais que mudar sua posição. É particularmente efetivo para aqueles dispositivos para as quais a análise inicial casual do inventor (normalmente contendo uma falha de física ou raciocínio) nos leva a pensar "Esse dispositivo seguramente irá girar". É especialmente apropriado para o problema original de Stevin da da corrente de bolas em rampas. A maioria dos exemplos de livros de ensino do princípio de Stevin motra apenas casos onde os estados iniciais e finais do sistema são muito obviamente diferentes (as coisas estão em lugares diferentes). Mas o real poder do princípio é que também pode ser aplicado a casos onde o estado final "parece muito" com o estado inicial.
Para dispositivos que têm um comportamento "cíclico" (a maioria tem) a análise deve ser feita para um ciclo completo, já que energia pode ser armazenada durante parte de um ciclo e liberada durante outra parte.
Volte à imagem da rampa dupla. Se a corrente é imaginada em um movimento virtual levando cada bola à posição ocupada pela próxima, então os estados inicial e final são idênticos. O princípio de Stevin diz então que a corrente não vai por si mesma realizar este movimento. [Retornar ao início]
| 
