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 matemático e engenheiro flamenco Simon Stevin (1548-1620) estudou os princípios de mecanismos e dispositivos. Ele tinha visto muitas propostas de motos perpétuos. Uma em particular o interessou: uma corrente em laço sobre um par de rampas assimétricas. Alguns fizeram a alegação de que deveria se mover por si porque havia mais bolas, e portanto maior peso em um dos lados do aparato. Certamente deveria se mover se você pudesse se livrar daquela maldita fricção.
Stevin analisou isto e mostrou que a corrente não iria se mover, já que de fato as forças agindo nela estão em equilíbrio. Ao fazer isto ele inventou um importante princípio para a análise de dispositivos: o Princípio do Trabalho Virtual que pode ser encontrado em livros de engenharia mecânica até hoje. Este princípio era tão importante que esta imagem da corrente de esferas aparece na capa do livro de Stevin sobre mecânica e em seu epitáfio.
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.
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.]