登陆注册
6711400000015

第15章 对杠杆原理的运用

物理学中把在力的作用下可以围绕固定点转动的坚硬物体叫作杠杆。我国古代的农业、手工业、建筑业和运输业是比较发达的,因此简单机械的成就也是辉煌的,杠杆的应用非常广泛。

杠杆的使用可以追溯到原始人时期。石器时代,人们所用的石刃、石斧,都用天然绳索把它们和木柄捆绑在一起,或者在石器上钻孔,装上木柄。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经验法则:延长力臂可以增大力量。

桔槔在春秋时期就相当普遍,是我国农村历代通用的旧式提水器具。是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶,用于汲水。

杠杆是最简单的机械,杠杆的使用或许可以追溯至原始人时期。当原始人拾起一根棍棒和野兽搏斗,或用它撬动一块巨石,他们实际上就是在使用杠杆原理。

石器时代人们所用的石刃、石斧,都用天然绳索把它们和木柄捆束在一起;或者在石器上钻孔,装上木柄。这表明他们在实践中懂得了杠杆的经验法则:延长力臂可以增大力量。

杠杆在我国的典型发展是秤的发明和它的广泛应用。在一根杠杆上安装吊绳作为支点,一端挂上重物,另一端挂上砝码或秤锤,就可以称量物体的重量。

南朝宋时的画家张僧繇所绘的《二十八宿神像图》中,就有一人手执一根有个支点的秤。

可变换支点的秤是我国古代劳动人民在杆秤上的重大发明,表明了我国古人在实践中已经完全掌握了杆秤的原理。

迄今为止,考古发掘的最早的秤是在湖南省长沙附近左家公山上战国时期楚墓中的天平。它是公元前4世纪至公元前3世纪的制品,是个等臂秤。不等臂秤可能早在春秋时期就已经使用了。

唐宋时期,民间出现一种铢秤,它有两个支点即两根提绳,可以不需置换秤杆,就可称量不同重量的物体。这是我国人在衡器上的重大发明之一,也表明我国先民在实践中完全掌握了杠杆原理。

《墨经》一书最早记述了秤的杠杆原理。《墨经》把秤的支点到重物一端的距离称作“本”,今天通常称“重臂”;把支点到杆一端的距离称作“标”,今天称“力臂”。

《墨经·经下》记载:称重物时秤杆之所以会平衡,原因是“本”短“标”长。

它指出,第一,当重物和权相等而衡器平衡时,如果加重物在衡器的一端,重物端必定下垂;第二,如果因为加上重物而衡器平衡,那是本短标长的缘故;第三,如果在本短标长的衡器两端加上重量相等的物体,那么标端必下垂。

墨家在这里把杠杆平衡的各种情形都讨论了。他们既考虑了“本”和“标”相等的平衡,也考虑了“本”和“标”不相等的平衡;既注意到杠杆两端的力,也注意到力和作用点之间的距离大小。

虽然他们没有给我们留下定量的数字关系,但这些文字记述肯定是墨家亲身实验的结果,它比阿基米德发现杠杆原理要早约200年。

桔槔也是杠杆的一种,是古代的取水工具。作为取水工具,一般用它改变力的方向。为其他目的使用时,也可以改变力的大小,只要把桔槔的长臂端当做人施加力的一端就行。

桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶。一起一落,吸水可以省力。当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处。

桔槔早在春秋时期就已相当普遍。如下两条记载反映了春秋战国时使用桔槔的地区主要是经济比较发达的鲁、卫、郑等国。

桔槔的结构,相当于一个普通的杠杆。在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,横杆的一端用一根直杆与汲器相连,另一端绑上或悬上一块重石头。当不汲水时,石头位置较低;当要汲水时,人则用力将直杆与吸器往下压。

与此同时,另一端石头的位置则上升。当汲器汲满后,就让另一端石头下降,石头原来所储存的位能因而转化,通过杠杆作用,就可能将汲器提升。这样,汲水过程的主要用力方向是向下。

这种提水工具,由于向下用力可以借助人的体重,因而给人以轻松的感觉,也就大大减少了人们提水的疲劳程度。桔槔延续了几千年,是我国古代社会的一种主要灌溉机械。这种简单的汲水工具虽简单,但它使劳动人民的劳动强度得以减轻。

同类推荐
  • 星途樱园

    星途樱园

    他被认为希望,她被认为废材。呵呵哒,瞧我如何将天翻倒,将水逆流,玩转大陆,无人挡。
  • 天地英豪

    天地英豪

    崖山之后无中国!若是崖山之前,历史的车轮稍稍改变一点方向,那么结果又会如何?公元1236年,蒙古铁蹄残破四川。成都城破,一百四十万汉人百姓惨遭屠戮。沉睡许久的老天突然翻了个身,一段传奇就此展开。——————————————【起点第一编辑组签约作品】持续裸奔中,请关注。群:6162386
  • 三国遗志

    三国遗志

    穿越关羽,准备在华容道斩杀曹操;但是,穿越者曹操,却不走华容道。校花选择穿越小乔,而校花的老板竟然偷偷地购买了周瑜……虽然花费了30亿。一群准备尔虞我诈的人进入了三国时代这个尔虞我诈的世界,为了证明谁更厉害,谁能活下去,他们需要在这尔虞我诈的世界里继续尔虞我诈
  • 凤舞神州青鸾梦

    凤舞神州青鸾梦

    五凤谓:凤、苍鸾、鹓雏、鸿鹄、鸑鷟。赤县神州,好一片广袤的土地。然战争四起,天下局势动荡之时。皇者幻凤横空出世,是否能力挽狂澜?是——鲜血淋漓的战争?尔虞我诈的阴谋?痛彻心扉的离别?还是——盛世太平的和平?不离不弃的情谊?静谧美好的爱情?梦里若知情何物,且听一曲凤求鸾。
  • 三国群英传之五虎将

    三国群英传之五虎将

    他们莫名回到三国。他们改变历史之录。他们可比智比谋士。他们威猛于乱世间。他们皆为文臣武将。他们在乱世中生存。他们骁勇于沙场中。他们生存于乱世中。他们有这传奇故事。
热门推荐
  • 医世狂妃

    医世狂妃

    他爱得至深,却又恨得至深。大婚夜,一向对近身女子凌虐致死的他却肆意掠夺着她的美好。只因她……狂傲不羁,像极了她。那个海誓山盟却得不到的女子,她妙手仁心,医世风华。却被他折磨的遍体鳞伤。你欠我的,总有一日我会讨回来。千倍百倍的讨回来……五年后,她回来,带着缩小版的他,王爷,讨债的来了。我跟你死磕到底……
  • 水浒传

    水浒传

    四大名著之 水浒传
  • 超品菩萨

    超品菩萨

    身为地藏王菩萨转世的苏天旭勇闯都市,和人斗,和鬼斗,和妖斗,甚至和天斗。红衣煞鬼,千年怨魂,地狱的五大鬼王,十殿阎王,等等地藏佛法一出,统统不在话下。
  • 天未亡

    天未亡

    那一年,苍天亡,修行之路断绝,天路断,神裔被困下界。人族兴,万年枷锁被解,人族乱,四方立国划界。那一年,称为太古元年。现在,他来了,天要变了。“我要让修士不再成为凡人的主宰,我要让每个凡人有尊严,有梦想地立于天地之间!”
  • 白色眷恋

    白色眷恋

    因为不满皇马6比2的比分,中国青年律师沈星怒砸啤酒瓶,结果电光火石间,他穿越成了佛罗伦蒂诺的儿子,且看来自09年的小伙子如何玩转03年的欧洲足坛
  • 老公大人实力宠

    老公大人实力宠

    初相见,她被误会成女流氓,拿着合同强卖强买。男人眸光深邃:“我不合你胃口?”再相见,他救她于水火之中、替她报仇,还帮她买买买。“沈叔,你是不是喜欢我呀?”“我追的这么不明显?”但这是她未婚夫的小叔啊!几番交缠,意乱情迷。她自觉配不上他,扭屁股走人。多年后,他带着小小猫,逮回了猫他妈。自此,沈三哥宠老婆出了名,宠她十年半辈都不够,要来就是一辈子,任她折腾,他乐意。
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 三嫁冷王:刁妃升职记

    三嫁冷王:刁妃升职记

    穿越遇到前夫喜欢白莲花,呵呵,渣男直接休掉!出门撞见冷酷王爷表白绿茶婊,坏了人家好事。NND,小气王爷屡屡跟她过不去。怎么说她也是一个现代女,岂能向权势低头?一边和冷酷小气王爷斗得不分上下,还要防着前夫和那白莲花的表妹。真叫一个热闹!好不容易脱身出逃,王爷你这主动跑来,还闹个失忆,嘿嘿,那就不能怪妾身下狠手。新仇旧恨咱们一起算!【情节虚构,请勿模仿】
  • 凯迪克图画书经典全集

    凯迪克图画书经典全集

    《凯迪克图画书经典全集》所有的题材都由凯迪克亲自挑选,古老的经典童谣、18世纪著名作家的作品加上作者自己天马行空的想象,完美呈现每一部作品里,广受小朋友的喜爱。本书精选凯迪克最经典的10本图画书合为一本。期待您和您的孩子在如诗似画的阅读中,享受到无尽的阅读乐趣,领会到故事中值得深思的道理。
  • 灵纳天地

    灵纳天地

    滔天血案,少年十岁满门灭;为报家仇,艰难困苦修灵路;大仇得报,无尽之海救情人……一颗纳灵珠,让主角走上不一样的修灵道路。这里有灵源、灵兽、灵宝,这里能炼丹、炼灵、锻灵。欢迎来到修灵者的世界,让我们随主角一起斩妖除魔,灵纳天地!