Nunca vai funcionar!

Propostas de dispositivos moto perpétuo são freqüentemente descartadas por cientistas de forma que parece ao leigo como rejeição precipitada usando afirmações dogmáticas de que tais dispositivos estão proibidas de funcionar pelas "leis da termodinâmica". Isto não satisfaz a pessoa que conhece um pouco de física, mas considera as leis da termodinâmica um pouco misteriosas. O próprio caráter de tais leis é estranho à pessoa comum, porque têm um ar de finalidade e negatividade. 

As leis da termodinâmica e leis conservação têm grande poder porque nos permitem predizer certas coisas sobre um sistema sem analisar todos os aspectos do mecanismo. Elas permitem até mesmo predições confiantes a despeito de nossa ignorância de alguns detalhes ou dificuldades experimentais em examiná-lo. 

É claro que os físicos não afirmam que qualquer lei da física representa a verdade final e inalterável. O inventor do dispositivo de moto perpétuo (MP) se lança sobre isto e diz "Tais leis vão nos levar a desistir de tentar descobrir qualquer coisa nova! E se houvesse uma falha nessas leis, a qual nós poderíamos descobrir e aproveitar?" 

É um fato histórico as leis da termodinâmica foram originalmente propostas para descrever o fato de que todas as tentativas prévias de alcançar movimento perpétuo tinham falhado. Nós aprendemos mais sobre as leis desde então, e temos um entendimento muito melhor delas e por que são tão poderosas em descrever o que pode e o que não pode acontecer na natureza. 

Os dispositivos de MP clássicas podem ser mostradas como possuindo falhas em conceito ou execução por meios muito mais simples. O jeito óbvio é simplesmente testar o dispositivo para ver se corresponde às alegações do inventor. Afirmações fraudulentas podem por vezes ser expostas deste modo. Mas a reação habitual do inventor é dizer "Isto precisa de um pouco mais de trabalho para refinar e melhorar o projeto." 

Em outro nível estão propostas que ainda não foram construídas. Tais propostas podem vir de pessoas honestas (embora talvez mal direcionadas) que conhecem um pouco de física ou engenharia (mas não o bastante). Como nós podemos determinar se essas valem o tempo e o trabalho para serem desenvolvidas? Normalmente as propostas de MPs podem ser mostradas como estando baseadas em raciocínio falacioso, ou mal entendimento ou má aplicação de leis e princípios básicos da física bem conhecidos e testados. 

Este pode ser um exercício útil para os leigos interessados, e para o estudante secundário e calouros da faculdade tendo aulas de física, até mesmo antes de lhes serem expostas as leis da termodinâmica. Meu propósito, neste documento, é sujeitar algumas das propostas clássicas de dispositivos de MP a tal análise. No processo nós passaremos a entender melhor as leis físicas básicas, e entender como elas podem ser mal entendidas, mal interpretadas e mal aplicadas. 

Eu me interessarei em examinar exemplos destas classes de propostas e alegações:

(1) Dispositivos que se alega que permanecem em movimento ininterrupto sem injeção de energia e sem produzir trabalho externo. Obviamente tais dispositivos exigem energia para começar a se mover, mas nada mais depois disso. Esta descrição não é nada além de uma declaração do que moto perpétuo significa. Estes dispositivos não têm nenhum outro propósito além de maravilhar os espectadores e aborrecer os físicos e engenheiros. Tais dispositivos não violam necessariamente nenhuma lei ou princípio da física. Átomos estáveis são objetos físicos cujos processos internos continuam eternamente sem perda de energia se o átomo não for perturbado. Assim eles são exemplos de "movimento perpétuo".

(2) Dispositivos que se alega que permanecem em movimento sem contribuição de energia enquanto produzem energia externa. Tais dispositivos propostos podem exigir um empurrão para começar, mas nenhuma injeção de energia depois disso. Este é o tipo de dispositivo que os inventores buscam. Às vezes o inventor recusa desconectar a bateria de ignição depois que o dispositivo está se movendo. Suspeito. 

(3) Dispositivos que requerem injeção de energia para permanecer em movimento, mas se alega que produzem energia maior que a energia introduzida. Hoje em dia algumas pessoas chamam esses de dispositivos "over-unity" [sobre-unidade], porque seus inventores afirmam que têm eficiências maiores que um. Claramente tal dispositivo (se existisse) poderia ser modificada para se transformar em um dispositivo classe (2) simplesmente desviando parte da energia produzida e dirigindo-a de volta no dispositivo. Curiosamente, inventores que alegam ter feito um dispositivo de sobre-unidade resistem a qualquer sugestão de fazer isso para provar conclusivamente suas alegações sobre o dispositivo. Suspeito. 

(4) Dispositivos que canalizam alguma hipotética "energia livre" universal pervasiva que os inventores imaginam que preencha todo o espaço. Costumava ser a energia do éter luminífero que estava sendo supostamente canalizada. Agora que nós já não levamos o éter a sério essas pessoas alegam estar canalizando a "energia do vácuo". De qualquer maneira, eles afirmam, está "lá fora" e livre para ser extraída. Se realmente houvesse tal fonte de energia, estes dispositivos não estariam violando qualquer lei física. Infelizmente, a fonte de energia normalmente é postulada para os propósitos do inventor, é completamente um produto da mente dele, e não é apoiada por qualquer outra evidência independente. Assim, ao observador objetivo, estes dispositivos são experimental e teoreticamente indistingüíveis das do tipo (3). 

Uma vez que inventores (perseguidores) de dispositivos de energia livre alegam que tais dispositivos de fato têm injeções de energia, eles rejeitam o rótulo de dispositivos de "moto perpétuo". Eles também rejeitam qualquer sugestão de que poderiam manter os dispositivos funcionando desviando um pouco da energia produzida de volta no dispositivo, dizendo que os dispositivos só são capazes de tomar energia de uma fonte de "energia livre" ou que a "energia livre" é de um caráter sutilmente diferente da energia ordinária.

Alguns autores classificam dispositivos de MP através de referência às leis da termodinâmica que vão violar. 

• Dispositivos de MP do primeiro tipo, que violam a primeira lei da termodinâmica. Eles produzem mais energia que recebem. 
• Dispositivos de MP do segundo tipo, que violam a segunda lei de termodinâmica. Eles envolvem mudanças nulas ou negativas da entropia. 

Eu não usarei muito esta classificação, porque quero evitar qualquer apelo às leis da termodinâmica neste documento. Os exemplos que pretendo descrever são aqueles aos quais é fornecida análise inadequada em livros padrão e artigos. Muitos não foram propostos originalmente como dispositivos executáveis, mas como quebra-cabeças de desafio inteligentes e paradoxos para testar a compreensão de princípios físicos. 

Essa idéia aparece novamente na Europa no ano 1235 quando o arquiteto francês Villard de Honnecort descreveu uma roda desequilibrada com martelos articulados igualmente espaçados ao longo de sua borda. A imagem mostra perspectiva ambígua. A roda na verdade deveria estar perpendicular ao suporte e ao eixo horizontal. A descrição de Honnecort (traduzida) é:

Há muito tempo trabalhadores habilidosos tentam projetar uma roda que giraria sozinha; aqui está um modo de contruir uma, através de um número ímpar de martelos, ou por mercúrio..

O diagrama de Honnecort não é muito claro, e não podemos estar certos de que princípio ele pensava que deveria fazê-la funcionar. Tinha sete martelos, e Honnecort insistiu em um número ímpar de martelos. Teria ele suposto que quando a roda girava sempre haveria um martelo a mais em um lado que no outro? Teria suposto que cada martelo daria um impulso quando caía? Mas quer o número de martelos seja par ou ímpar, tal tipo de roda logo deve parar de girar.

A referência de Honnecort indica que ele conhecia o dispositivo de Bhaskara, cujo desenho alcançou a Europa.

Esta idéia de "roda desquilibrada" reapareceu em um variedade impressionante de formas ao longo dos séculos. Nós mostramos um diagrama melhor de época posterior. Um sistema de cavilhas era requerido para manter os martelos à maior distância do eixo depois que eles se deslocavam no topo e permitia que pendessem livres quando vinham ao outro lado. Talvez o raciocínio fosse de que as bolas tivessem mais momento (ou inércia)  em um lado devido aos braços maiores (ainda que os princípios do torque ainda não tivessem sido formalizados na época).

Ainda que haja menos bolas em um lado do eixo em uma dada posiçao, estas têm braços maiores e portanto torque maior. Enquanto um martelo se desloca no topo da roda, ela diminui de velocidade quando o martelo cai, e então ganha alguma velocidade quando ele atinge a cavilha. Não há nenhum ganho total de velocidade, e há energia irreversivelmente perdida quando o martelo atinge a cavilha. Se receber algum impulso, a roda gira aos solavancos por algum tempo. Se receber um empurrão inicial bem forte, os martelos assumirão posição radial e a roda girará de forma muito mais suave e eficiente, mas gradualmente perderá velocidade e energia rotacional por causa da resistência do ar e fricção dos rolamentos, assim como qualquer outra roda faria.

Nós temos na maior parte relatos de segunda mão do entendimento dos princípios deste dispositivo. Contudo, eu não penso que as pessoas que ficaram fascinadas com esta idéia estavam desavisadas da condição de equilíbrio estático da roda. Eu especulo que eles supunham que a roda só giraria depois que fosse colocada em movimento manualmente, com os martelos dando um impulso extra enquanto se deslocavam rapidamente depois do topo, talvez (eles podem ter pensado) isto era devido a alguma "vantagem" obtida do movimento de cada peso passando a uma posição com um braço de alavanca maior.

Esta ação de mudança rápida de posição é parecida com a de um estinlingue que dá a uma pessoa a habilidade de jogar uma pedra a distância maior, ou à catapulta de cerco conhecida como Trebuchet. Honnecort escreveu sobre essas máquinas de guerra, descrevendo uma com uma caixa de areia de 8x12x12 pés como contrapeso (que poderia pesar 80 toneladas). Algumas tinham braços de 50 pés de comprimento e podiam lançar uma pedra de 300 libras a 300 jardas. Esta conexão a estilingues e Tribuchets é especulação de minha parte, sem fundação em qualquer estudo histórico que tenha visto.

Ainda que a ação de um  Trebuchet permita uma eficiência maior de conversão de energia comparada a uma catapulta de braço rígido, o dispositivo ainda não fornece mais energia do que a do peso caindo que a move. Trebuchets modernos (construídos por hobbistas) atingiram eficiências de conversão de energia maiores que 65%.

A idéia da roda desequilibrada foi reinventada muitas vezes ao longo dos séculos, às vezes em variações fantasticamente elaboradas. Nenhuma jamais funcionou como seus inventores esperavam. Mas a esperança nunca morre. Já vi exemplos feitos por ferreiros do interior e inventores de porâo. A mecânica clássica necessária para analisar tais sistemas mecânicos é agora bem conhecida, e quando uma pessoa se dá o trabalho de fazer isso não há nenhum mistério no porquê delas não girarem eternamente, e nenhuma razão por que deveriam.

O Problema de Simon Stevin

Simon Stevin (1548-1620)	O experimento da rampa de esferas de Stevin

O feito de Stevin era um exemplo antigo de como se pode analisar cuidadosamente um sistema mecânico para determinar se (e como) funciona. Stevin realizou isto muito antes da formulação das leis da termodinâmica. Ele também adotou a tática útil de analisar um mecanismo no caso "ideal" onde a fricção não existe.

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.

Fricção e Idealizações

A fricção está presenta na natureza. Entretanto, ao analisar propostas de MP, é útil permitir componentes sem atrito, já que em todas as propostas de MP não-triviais, a fricção é nunca o único problema. Remova todos o processos dissipativos como fricção, use componentes idealizados, e no melhor dos casos os dispositivos serão apenas do nosso tipo (1). Elas realizam um ciclo inutilmente para sempre sem produzir ou consumir trabalho. Afirmar que um dispositivo "Não vai funcionar por causa da fricção" desvia nossa atenção de falhas mais fundamentais da proposta. Componentes sem atrito não violam princípios macroscópicos fundamentais da física. 

Mas outras idealizações de fato violam princípios fundamentais da física clássica macroscópica. Componentes sem massa capazes de exercer forças em outros componentes violariam a segunda lei de Newton. Componentes que exercem forças sem as forças de reação acompanhantes violariam a terceira lei de Newton. 

Corpos perfeitamente rígidos capazes de exercer forças em outros corpos similares também violam as leis de Newton. Toda matéria pode ser comprimida ou esticada, dando origem a forças elásticas. Se os corpos fossem perfeitamente rígidos nós teríamos forças infinitas agindo em período infinitesimais. Nós não podemos assumir tais coisas no mundo real. 

Nós não podemos permitir que massa desapareça instantaneamente de local no tempo e reapareça em outro lugar e tempo. Isto também violaria as leis de Newton. 

A idealização de fricção zero é útil para analisar mecanismos. Se a remoção de todos os procesos dissipativos resultar em um dispositivo de movimento perpétuo do tipo (1), você sabe que provavelmente fez corretamente a análise, sem fazer nenhuma besteira.

E quanto à "energia livre"?

Ao analisar propostas de MP, deve-se estar atento a fontes de energia "escondidas". Se a corrente do dispositivo de Stevin consistisse em rolos cilíndricos interligados, ela poderia se mover se houvesse uma bateria pequena e um motor dentro de cada cilindro. Muitas fraudes de dispositivo de movimento perpétuo clássicas são feitas deste modo. Mas neste caso, os estados iniciais e finais não são idênticos, já que o estado das baterias muda enquanto energia é retirada delas. Algumas das demonstrações fraudulentas antigas de dispositivos de MP podem bem ter sido movidas por motores de molas internas escondidos, permitindo que uma roda bem equilibrada e de pouca fricção girasse durante um tempo longo antes de reduzir sua velocidade perceptivelmente. 

Entusiastas de "energia livre" alegam que se um dispositivo estivesse captando alguma fonte de energia invisível que preenche todo o espaço, essa energia iria, como os motores escondidos, manter o dispositivo funcionando, embora nós não pudéssemos descobrir a fonte de energia livre por qualquer outro meio experimental. Em efeito, o própria dispositivo seria o "detector de energia livre". Eles nos lembram que os físicos já ridicularizaram a idéia de energia armazenada em átomos uma vez. Sim, eles o fizeram, como indicam estas citações.

Há nenhuma probabilidade de que homem algum dia extraia o poder do átomo. A suposição lisonjeira de utilizar energia atômica quando nosso carvão se esgotar é um sonho Utópico completamente não-científico, uma bicho-papão infantil. A natureza introduziu alguns dispositivos á prova de falha na grande maioria de elementos que constituem o mundo, e eles não têm nenhuma energia para fornecer no processo de desintegração.

- Robert A. Millikan (1863-1953) [Palestra em 1928 ao Chemists' Club (New York)]

 

...qualquer um que espre uma fonte de energia da transformação deste átomos está falando de loucuras...

- Ernest Rutherford (1871-1937) [1933]

Assim, os proponentes de "energia livre" têm um ponto válido aqui? Eles estão justificados em dedicar seu tempo para buscar uma "energia livre" ou sistemas de "sobre-unidade?" Deveriam os cientistas atuais conduzir tal pesquisa para resolver nossos problemas de energia? Eu não acho. Os cientistas geralmente procuram por algo apenas quando há evidência clara que aponta a uma necessidade de clarificar ou mudar a teoria física. Até agora, nenhum vestígio de evidência confiável ou mesmo sugestiva da existência desta "energia livre" foi visto. Para voltar à comparação com a energia atômica, o ceticismo inicial de Millikan, Rutherford e Einstein era bem justificado. Mas eles mudaram suas opiniões à medida que evidência nova surgiu. Seu ceticismo inicial não retardou nosso progresso de qualquer forma para a descoberta e utilização da energia atômica. Minha intuição é de que se houver qualquer coisa em qualquer lugar como "energia livre" no universo, não será descoberta pelo tipo das pessoas que fazem alegações incríveis e infundadas agora sobre ela, nem pelos métodos estão usando para tentar extrai-la. Ajuda saber algo sobre uma fonte de energia antes de tentar descobrir como extrai-la. 

E quanto à possível descoberta "acidental" de energia livre por algum inventor de MP em algum porão? Os raios-X não foram descobertos acidentalmente, quando ninguém nem mesmo suspeitava de sua existência e certamente não tinham nenhuma idéia do que eles eram? Sim, esse é um dos (poucos) exemplos de uma descoberta importante verdadeiramente acidental na Física. Muitas pessoas tropeçaram em evidência dos raios-X antes de Röntgen, mas falharam em continuar experiências ver o que estava ocorrendo. Anti-serendipismo? Mas naqueles mesmo período da história nós temos o interessante fenômeno de outras pessoas "descobrindo" coisas que não existiam, como raios-N, e depois os raios-M (radiação mitogenética). Assim, em qual categoria a "energia livre" cairá, se e quando alguém tropeçar nela? Só o tempo dirá. 

Em geral, as descobertas científicas, até mesmo as acidentais, são mais provavelmente feitas, investigadas e exploradas por pessoas que têm um entendimento muito bom dos princípios pertinentes da ciência existente. Ignorância da ciência bem estabelecida faz muitas pessoas sinceras e dedicadas desperdiçarem vidas e carreiras perseguindo loucuras. As propostas sinceras de MP do passado ilustram o fato de que seus inventores não tinham compreensão suficiente. Muitos deles pensavam sinceramente que tal compreensão não era necessária, ou a rejeitavam para começo de conversa. 

Phin diz que o "inventor oferece este dispositivo como um tipo de quebra-cabeça em lugar de uma tentativa sóbria para resolver o problema famoso, e Phin conclui perguntando por que não funcionará". 

Como sempre, Phin não entende o desafio essencial (e a diversão) em sua análise deste quebra-cabeça. Ele demonstra os descartes inadequados comuns como fricção do rolamento, força exigida para dobrar a corda, e a fricção da corda com os selos de água, e então, supondo que o caso está encerrado, passa para outras coisas. 

Eu reformulo o desafio, e mostro uma imagem mais simples. A corda lisa atravessa um recipiente de líquido, com um selo impermeável sem atrito no fundo. 

Eu também estabeleci uma regra básica para descartar respostas irrelevantes: Assuma que tudo é perfeito. Nenhuma fricção, selos sem vazamento, corda impermeável perfeitamente flexível, nenhum arrasto viscoso entre a corda e o líquido. Até mesmo com estas condições ideais nós podemos fácil e simplesmente mostrar que este dispositivo não funcionará como alegado. Por que o inventor deste problema pensou que deveria nos seduzir a pensar que poderia trabalhar? Serão suas palavras "elevada pela água". Ele está, é claro, se referindo à força flutuante do princípio de Arquimedes: "Um corpo imerso em líquido experimenta uma força flutuante para cima igual ao peso do líquido deslocado". Este princípio é encontrado em todo livro de ensino de física elementar, mas raramente entendido pelos estudantes. Eles o usam cegamente, sem saber por que é verdade nem em que condições é verdadeiro, e não prestaram atenção de como é derivado. 

A alegação é que a força flutuante para cima na porção da corda no líquido a faz subir. Por que isso não vai funcionar? 

Durante o próximo quarto de volta o peso tem um braço de alavanca grande. Ao término deste quarto de volta, na posição 3, a câmara de ar sobre para o topo do tambor, e o peso está agora em sua distância radial menor, (e braço de alavanca menor) onde fica para o próximo quarto de volta. Durante o última quarto de volta a flutuabilidade da câmara de ar faz o peso subir até que esteja em seu raio maior. 

Como o torque durante o segundo quarto de volta é maior que durante o terceiro quarto de volta, a roda ganhará mais energia que precisa para se mover para cima durante o quarto quarto de volta. 

Os princípios que se supõe que façam esta coisa funcionar permitem que o dispositivo seja iniciada por um empurrão em qualquer direção, e funcionaria da igualmente bem seja no sentido horário ou anti-horário. Isso é um pouco suspeito, não é? Também, se nós imaginarmos o movimento desta roda por um ciclo completo, os estados final e inicial são indistinguíveis, assim o princípio de Stevin nos diz que não irá girar. Contudo ainda gostaríamos de analisar os detalhes para ver exatamente onde o inventor foi desencaminhado. 

Nós lhe daremos uma verba para comprar rolamentos sem atrito, um líquido com viscosidade zero e selamentos à prova de vazamento e sem atrito para as varas móveis. Com toda esta vantagem, por que ainda não funcionará? 

Outra versão, usando polias e correias é mostrada à esquerda. O princípio é o mesmo, asim esperamos que esta funcione tão bem quanto a roda.

Uma bola salta para cima e para baixo entre o chão e o teto, ambos rígidos e massivos. Os saltos são assumidos como elásticos, isto é, a velocidade da bola depois do impacto é igual a antes do impacto, mas com direção invertida. 

Agora imagine que a constante gravitacional g está diminuindo lenta mas continuamente. A bola é liberada em repouso do teto. A bola atinge uma certa velocidade quando alcança o chão, e quica com aquela mesma velocidade. Mas já que g é agora menor, a bola ainda tem uma velocidade pequena quando bate no teto. Claramente isto significa que após a conclusão deste ciclo de teto-para-chão-para-teto ela ganhou uma quantidade pequena de energia cinética, que nós poderíamos extrair com um painel no teto ligeiramente não-elástico. O painel roubaria há pouco justamente aquela quantidade extra de energia, levando a bola a parar lá momentaneamente. A bola começaria então o próximo ciclo com velocidade zero, como no ciclo anterior. A força gravitacional, embora ligeiramente menor que antes, faria a bola cair no chão e saltar de volta ao teto onde nós roubamos a energia em excesso novamente neste ciclo, e assim por diante indefinidamente, ou até que a gravidade se esgote, o que quer que venha primeiro. 

As suposições de impacto perfeitamente elástico e chão de massa infinita não são nada mais irracionais ao propor este paradoxo aparente que a suposição de rolamentos sem atrito na roda. Dadas estas suposições nós ainda deveríamos poder analisar o dispositivo e mostrar se poderia funcionar como alegado.

Isto sugestiona um design melhor. Não use uma roda. Use um peso desequilibrado como no MGS (veja item anterior). Comece o dispositivo com o peso ao topo. Dê a ele um pequeno empurrão para o lado sem blindagem, e ele cairá, ganhando energia cinética. Esta energia cinética embaixo permanece inalterada durante seu movimento para cima sobre a blindagem, e ainda está lá quando o peso alcança o topo, levando-o ao lado sem blindagem onde apanha ainda mais energia, e assim por diante eternamente. O que previne isso?

Alguns livros de ensino mencionam dispositivos de moviemnto perpétuo, ou propôem problemas sobre elas.

1. Gettys, W. Edward, Keller and Skove. Classical and Modern Physics, McGraw-Hill, 1989. End of chapter problems about the Escher "Waterfall" (p. 347), buoyant force paradox (p. 348), and the weighted piston device (p. 348).
2. Hudson, Alvin and Rex Nelson. University Physics, Harcourt Brace Jovanovich, Inc. 1982. Section 21.7 discusses perpetual motion devices, with pictures of an overbalanced wheel, a buoyancy motor, the 1618 closed-cycle mill, the ammonia engine, and a picture of the Escher waterfall, all on p. 511.
3. O'Hanian, Hans C. Physics, W. W. Norton, 1985. Short description of the two kinds of perpetual motion machines, with a drawing of the articulated-hammer overbalanced wheel (p. 508).