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部分 力的奥秘
简介 / 8
斜面 / 10
斜面在捕捉猛犸时的应用
杠杆 / 18
杠杆在称量猛犸体重时的应用
轮子和轮轴 / 30
轮子和轮轴在打扮猛犸时的应用
齿轮和传送带 / 36
齿轮和传送带在早期利用猛犸力量时
的应用
凸轮和曲柄 / 48
凸轮和曲柄在猛犸敲蛋中的应用
滑轮 / 54
滑轮在给猛犸挤奶时的应用
螺钉 / 62
螺钉在研究猛犸智商上的应用
转轮 / 70
从猛犸的遭遇中学到的知识
弹簧 / 78
弹簧在猛犸采摘时的应用
摩擦力 / 82
摩擦力在给猛犸洗澡时的作用
简 介
每一种机器都有其工作原理,也就是说,它们是根据一套既定原理或者科学规律来运转的。要了解机器的工作方法,你可以打开机盖,观察其内部构造。但是要知道它们到底是如何工作的,你就必须了解它们的工作原理。
《万物运转的秘密(修订版)》一书中的机器都是按照其运转原理分类的。这种分类带来一些有趣的组合,例如犁和拉链、水力发电站和牙医的钻头等。它们在外观上可能差异很大,用途也不同,原理却是一样的。
运动的机械
机械的工作由自身某些部件的运动驱动。这些部件包括杠杆、齿轮、传送带、轮子、凸轮、曲柄、弹簧等,它们常常通过复杂的联动装置相互连接起来。
有些机器大得几乎可以推动一座山,有些则小到几乎不可见;有些运动速度快得几乎只看得见一个模糊的点,有些慢到几乎看不出它们正在运动。但不管属性如何,机器的建造都只是为了一个简单的目的:产生所需要的力,推动物体运动。
斜 面
斜面在捕捉猛犸时的应用
有一年春天,我被邀请去参观广受欢迎的长毛猛犸围猎场。这里有现在常见的用来捕捉猛犸的高木塔。远古时代,人们捕捉猛犸只是为了吃肉,但到后期,由于猛犸在工业上的广泛应用,以及人们越来越喜欢把它们当作宠物来饲养,促使人们发展出这种 简易的捕捉方法。
当没有戒备心理的猛犸被引诱到木塔的底部后,人们就会将一块大小适中的巨石从一个不会砸死猛犸的高度扔下来,砸到它结实的头颅上。接下来就可以轻易把打蒙了的猛犸引至小牧场了。
斜面原理
物理学的原理决定了要把物体(比如打蒙猛犸的巨石)升到特别高的地方,就需要做一定的功。这些原理决定了你不可能找到方法减少你要做的功。但斜坡能使事情变得 轻松,因为它改变了做这些功的方法,从而省了力。
功有两个要素:施加的作用力和这个力作用的距离。做同样的功,作用力增大了,距离就会减小,反之亦然。
爬山的时候,从 陡峭的路径爬上去要花 多的力气,但你需要走的路程却是 短的;从 平坦的斜坡爬上去不怎么费劲,但路程却是 长的。但你做的功是相等的。斜坡只是斜面的一个例子。远古时代,埃及人就是通过斜坡来建造他们的金字塔和寺庙的。从那以后,许多重要的设备——从锁头和切割机到犁和拉链,以及所有使用螺钉的机器,都运用了斜面的原理。