曆史上有不少人有過這樣美好的願望：制造一種不需要動力的機器，它可以源源不斷的對外界提供能量，這樣可以無中生有的創造出巨大的财富來。在歐洲，早期最著名的一個永動機設計方案是十三世紀時一個叫亨内考的法國人提出的“魔輪”：第一類永動機。

輪子中央有一個轉動軸，輪子邊緣安裝着12個可活動的短杆，每個短杆的一端裝有一個鐵球。方案的設計者認為，右邊的球比左邊的球離軸遠些，因此，右邊的球産生的轉動力矩要比左邊的球産生的轉動力矩大。這樣輪子就會永無休止地沿着箭頭所指的方向轉動下去，并且帶動機器轉動。這個設計被不少人以不同的形式複制出來，但從未實現不停息的轉動。仔細分析一下就會發現，雖然右邊每個球産生的力矩大，但是球的個數少，左邊每個球産生的力矩雖小，但是球的個數多。于是，輪子不會持續轉動下去而對外做功，隻會擺動幾下，便停下來。

第一類永動機是最古老的永動機概念，這一類永動機試圖以機械的手段在不獲取能源的前提下使體系持續地向外界輸出能量。永動機的想法起源于印度，公元1200年前後，這種思想從印度傳到了伊斯蘭教世界，并從這裡傳到了西方。永動機的總能量保持不變，同時鋼珠碰撞時能量損耗非常大，把總能量消耗掉了。

能量如同質量一般，不會無中生有或無故消失，但它能夠改變形式。從物理意義上來說，勢能表示了物體在特定位置上所儲存的能量，描述了作功能力的大小。在适當的情況下，勢能可以轉化為諸如動能、内能等其他能量。

物體由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物體是地心。重力的方向總是豎直向下。物體受到的重力的大小跟物體的質量成正比，計算公式是：G=mg，g為重力加速度，重力随着緯度大小改變而改變。重力作用在物體上的作用點叫重心。這個概念隻适用于地面附近。

重力勢能是物體因為重力作用而擁有的能量，對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定。物體的質量越大、相對的位置越高、做的功越多，從而使物體具有的重力勢能變大，它的表達式為：Ep=mgh。

動能是物質運動時所得到的能量。由于運動是相對的，動能也是相對于某參照系而言。同一物體在不同的參照系會有不同的速率，也就是有不同的動能。

這裡講一下運動過程，過山車在坡的頂端的時候，速度最小，動能最小。當開始下坡時，有了速度，就有了動能。下坡時，速度越來越快，動能越來越大。

水壩利用水在高處的勢能轉化為動能，水壩是建築在溪流、河流和河口的屏障，用來防止洪水泛濫、生産水力發電、儲水作飲食或灌溉之用。在河流中上流建造的短距離人工高聳河堤作用主要功能并非防止水患，而是為了集結河水，把水彙集在堤，将河谷淹沒後形成水庫。

所以有了能量守恒定律。孤立系統的總能量保持不變，一個物體所含的總能量基于其質量，能量如同質量一般，不會無中生有或無故消失，但它能夠改變形式。

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