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墨家杠杆原理实践

天平 桔槔使用图 奴权 桔槔 舂硾画像图

       

  杠杆原理是力学之中最基本的原理,在中国的典型发展就是秤的发明及其广泛应用。在一根杠杆上安装吊绳作为支点,其一端挂上重物,另一端挂上砝码或秤锤,就可以秤量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤,“衡”是指秤杆。

  《墨经》最早记述了秤的杠杆原理,指出“本”(即重臂)与“标”(即力臂)相等的平衡和不相等的平衡关系、杠杆两端的力和力与作用点之间的距离大小,它比阿基米得发现杠杆原理要早约2000年。除了衡器外,桔槔(古代取水工具)及各种与滑轮辘轳结合的机械工具都是杠杆原理的产物。

 


墨家滑轮原理实践

   
新石器就有的滑轮 古人汲水  

       

    滑轮,古称“滑车”,一般用来改变力的方向,应用一组适当配合的滑轮,可以省力。从战国开始,滑轮已成为其中一种作战器具。滑轮的另一种形式是辘轳,大概起源于商末周初,多用来取水。将一根短圆木固定于井旁木架上,圆木上缠绕绳索,索的一端固定在圆木上,另一端悬吊木桶,转动圆木即可提水。据说古代有一种叫“机汲”的提水机械,它是将辘轳与架空索道联合并用,以便将山下流水一桶桶地提上山顶,既可浇田地又省力。

  现有史籍中最早讨论滑轮力学的还是《墨经》,书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮机械称为“绳制”。

墨子造车实践

     

当时,木工的祖师爷鲁班能用竹片,木头做成会飞的鸟鹊,并且自认为很高明。一天,鲁班向他显示他的才能,

公输盘削竹、木做成鹊,做成了就让它飞起来,三天不从天上落下来。 公输盘自己认为很精巧。

墨子做了木鸢,三年而成,但是一日而败。

墨子不以为然,对公输盘说:“你做的鹊,不如我做的车辖,一会儿削成一块三寸的木头,可以担当五十石重的东西。所以,平常所做的事,有利于人,可称作精巧;不利于人,就叫作拙劣了。”

他是一个制造车辆的能手,可以在不到一日的时间内造出载重30石的车子。他所造的车子运行迅速又省力,且经久耐用,为当时的人们所赞赏。
 

风筝(墨子造的木鸟)

风筝

  中国人发明的风筝被世界航空史界公认为最早的飞行器。风筝,初名为纸鸢、纸鹞、风鸢,形状似鸟。它在空中飞行受到三种力的作用:重力、空气动力和拉线张力。稍有气流,它就上升。放风筝者常拉紧线奔跑,借助相对气流运动使之飘浮升空。无风时,它因重力而下降。风筝飞行是沿一大圆弧运动,拉线之长即其运动轨道的半径。它与飞机相似之处是,都有羽翼,靠气流浮力上升。当然,飞机尚有机械动力的作用。风筝的发明是与军事通讯密切相关的,后成为宫中娱乐,至于成为平民百姓,尤其是儿童的玩物,那便是后来的事了。

 

     

墨子造的飞鸢会不会是这个样?

链接:中国人的飞天梦  作者赵洋

 

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