洪荒:我,物理学家,带人族逆袭

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第59章 力学初探(二):滑轮妙用 - 省力之法

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第五十九章 力学初探(二):滑轮妙用 - 省力之法

悬巢城外,投石机试射成功的欢呼声犹在耳畔,那杠杆原理展现的沛然巨威,不仅砸碎了远方的靶标,更在每一位参与其中的人族心中,凿开了通往力量殿堂的又一扇大门。格物院内,关于“力”、“力矩”、“功”的探讨愈发炽烈,知识的星火正以燎原之势,点亮蒙昧的荒原。

然而,力量的运用,并非止于雷霆万钧的轰击。当目光从远方的威胁收回,落于眼前蒸蒸日上的家园建设时,新的难题,便如同春日雨后的藤蔓,悄然滋生。

悬巢城依山而建,格局不断向外扩张,核心区域更是向着更高处延伸。一座更加宏伟、旨在作为华胥国权力与智慧象征的“格物大殿”,已被有巢氏规划于山腰一处险峻的平台上。设计图精美,结构巧妙,倾注了这位建造者无数心血。但此刻,面对堆砌在工地旁,犹如山般的巨大石料和粗壮梁木,即便是最富经验的工匠,眉头也拧成了死结。

“首领,这些巨岩梁木,重逾万斤,仅凭人力肩扛手抬,莫送上平台,便是挪动分毫,也需数十壮汉耗费半日之功,且险象环生啊。”一名负责工程的老师傅,指着那些庞然巨物,对着凝神审视图纸的有巢氏苦涩禀报。

有巢氏放下手中的骨笔,他身形不算特别高大,却异常敦实,仿佛山岳之基。古铜色的面庞上,岁月与风霜刻下了深深的沟壑,一双手大而粗糙,指节因常年与木石打交道而略显变形。他穿着一身浆洗得发白的粗麻短褐,上面沾满了各色木屑石粉。此刻,他沉默地望着那些石木,眼神锐利如鹰,仿佛要从中剖析出解决问题的脉络。他并未立即回应老师傅的话,只是伸出那双布满老茧的手,轻轻抚摸着一块冰凉而粗糙的巨石表面,感受着那沉甸甸的重量。

“力有未逮……”有巢氏低声自语,脑海中却不自觉地浮现出投石机那扬起的巨大抛竿,以及昊 所阐述的“杠杆”之理。“杠杆可放大力量,撬动重物,然此处地形狭促,无处安置那般巨大的支点与力臂……”

就在他沉思之际,一个平和的声音自身后响起:“可是为搬运这些重物所困?”

有巢氏豁然转身,只见昊 不知何时已悄然立于工地之旁。昊 依旧穿着那身看似朴素的青色麻衣,身形挺拔,面容平静,一双眸子深邃如夜穹,仿佛能映照出万物运行的至理。他站在那里,与周遭喧嚣的工地格格不入,却又仿佛是整个地运转的无声轴心。

“圣师!”有巢氏与一众工匠连忙行礼。老师傅更是急切地将困难又复述了一遍。

昊微微颔首,目光扫过那些巨石,又望向那陡峭的山壁和上方隐约可见的施工平台,缓声道:“杠杆之道,在于以距离换取力量。然地形所限,长杆难施。吾等或可换一思路,尝试另一种借力之法。”

他并未直接给出答案,而是转向身旁一名随行的格物院学子,吩咐了几句。那学子很快取来几段坚韧的兽筋绳索,一块中间带有凹槽的木轮,以及一根光滑坚固的木轴。

在众人好奇的目光注视下,昊亲自动手。他寻了一处突出的坚固岩角,将木轴横架其上,使其固定不动,随即将那带槽的木轮套在木轴上,使之可以灵活转动。接着,他将绳索一端系于一块数百斤重的试重石上,另一端绕过木轮上方的凹槽,垂落下来。

“此物,我称之为‘滑轮’。”昊指着那固定在岩角上的木轮道,“亦可称‘定滑轮’。”他示意一名力士上前,“拉动此绳,试试能否提起巨石。”

那力士膀大腰圆,是部落中有名的勇士。他闻言走上前,抓住垂下的绳索,发力一拉!只见那木轮“咕噜”转动,绳索移动,下方的试重石应声而起,虽略显沉重,但那力士一人之力,竟真的将其提离霖面!

“咦?!”众人发出一阵惊咦。老师傅瞪大了眼睛:“这……此轮只是改变了用力方向,将向上提拉,变为了向下拉扯。省力……似乎并未省力多少?”他感觉那力士所用的力气,与直接提起巨石相差无几。

昊颔首道:“观察甚细。此‘定滑轮’,核心之效,确在于改变力的方向,于省力一道,助益不大。然,其意义亦不容觑。若于高处作业,借此轮可将力量施于下方,更为安全便捷。”

有巢氏若有所思,他盯着那转动的滑轮,脑中灵光一闪,忽然道:“圣师,既然此轮固定不动,可改变方向。那……若让此轮随重物一同移动,又将如何?”

此言一出,昊的眼中闪过一丝赞许:“善!大道至简,举一反三,正当如此。”他当即命人再取一相同木轮,以及一个带有挂钩的框架。

在新的演示中,昊将这块木轮安装于可活动的框架上,框架下的挂钩直接挂住试重石。而绳索的一端则固定于上方的岩角,另一端绕过这活动木轮后,再向上延伸,由人拉动。

“此乃,‘动滑轮’。”昊解释道。

这一次,依旧是那名力士上前,他抓住绳索,深吸一口气,用力一拉——奇迹发生了!那力士脸上原本准备的凝重骤然化为惊愕,他只觉手中绳索一轻,那数百斤的试重石竟似毫无重量般,被他轻而易举地提了起来,甚至因为用力过猛,他自己还踉跄了一下!

“这!!”全场哗然!

老师傅猛地平近前,看看那被轻松提起的巨石,又看看那力士难以置信的表情,声音都变流:“神了!真真神了!一人之力,提起数百斤重石,竟如此轻巧?!”

有巢氏更是双目精光爆射,他一步跨到那“动滑轮”前,仔细观察着绳索的走向,重物的悬挂点,以及力士拉扯的方向。“力……分散了?不,是共享了!”他猛地抬头,看向昊,“圣师!莫非……莫非这动滑轮,将提起重物之力,分担到了悬挂绳索的两端?!故而拉绳之力,仅需重物之半?!”

“然也。”昊肯定了他的判断,并以真元在空中幻化出清晰的力学图示,“汝观之,重物悬挂于动滑轮之轴心,其上绳索,一端固定于顶端,一端为人所牵引。当汝拉动绳索,重物上升,其重量实则由这两段绳索共同承担。故而,牵引绳索所需之力,理论上,仅为重物重量之半!”

“省力……竟能至此!”有巢氏抚摸着那还在微微晃动的动滑轮框架,如同抚摸着绝世瑰宝,口中喃喃,“然,力省了,路却似乎长了……拉动绳索之距离,远重于物提升之高度……”

“不错。”昊赞许地点头,再次引出了那个核心概念,“此便是‘功’之守恒。省力,则必费距离。汝拉动绳索走过两丈,重物或许只上升一丈。力与距离之乘积,即‘功’,总量不变。”

道理一经点破,便如阳光驱散迷雾,豁然开朗。工地上所有工匠,连同闻讯赶来的部分格物院学子,都陷入了激烈的讨论和思索之郑省力与费距离的奇妙权衡,让他们第一次如此清晰地触摸到霖间某种恒常的法则。

“既然如此,”有巢氏思维飞速运转,眼中闪烁着创造的火花,“若将定滑轮与动滑轮组合使用,既改变方向,又兼顾省力,甚至……通过增加动滑轮数目,是否可进一步省力?”

“妙哉!”昊抚掌轻笑,“此便是‘滑轮组’之构想。汝可大胆尝试,以不同数量之定、动滑轮组合,探寻其中规律。”

有了明确的方向和圣师的肯定,整个工地瞬间化为了巨大的实验场。在有巢氏的亲自指挥下,工匠们热情高涨,伐木取轴,打磨滑轮,编织更长的坚韧绳索。

第一次组合,采用“一定一动”模式。结果令人振奋,不仅改变了施力方向(向下拉即可提升重物),省力效果也远超单一动滑轮,拉动更为轻巧。

“再添一动轮!”有巢氏果断下令。

第二次,“一定二动”组合成型。拉动绳索所需的力量再次锐减,那名力士几乎感觉不到重量,轻轻一拉,千斤巨石便应声而起!但相应地,他需要拉出更长的绳索,重物才能提升较的高度。

数据被格物院的学子们迅速记录下来。支点、力臂、重臂的概念尚未完全消化,这滑轮的“省力费距”之理,又为他们打开了新的视野。他们围在试验场地旁,激烈地争论着滑轮数量与省力倍数、费距倍数之间的关系,试图总结出背后的数学规律。

燧人氏 不知何时也来到了工地,他依旧是那副雷厉风行的模样,赤着上身,露出精悍虬结的肌肉,周身仿佛环绕着无形的热浪。他抱臂看着那在滑轮组作用下轻飘飘升起的巨石,浓眉一挑,声如洪钟:“好家伙!这劳什子滑轮,倒是比那投石机更合用!往后搬运猛火油、大型弩机,岂不方便许多?若再与杠杆结合,不定能造出更厉害的守城器械!”他心思电转,已然开始构思如何将这份“省力”运用到极致,化作焚尽来犯之敌的烈焰。

而缁衣氏 ,则悄然立于人群稍远处。她身姿婉约,穿着一身用柔丝草精心编织的素雅长裙,长发以骨簪挽起,面容慈和,眼神却带着历经磨难而不折的坚韧。她的目光,更多地落在那些承载重量的绳索和滑轮本身上。“绳索受力如此之大,长久以往,恐有磨损断裂之虞。”她心中思忖,“柔丝草纤维虽韧,或可尝试混合其他灵性植鞣,编织多层复合之索?还有这滑轮凹槽,若以异兽之骨或特定石材打磨,是否更为耐磨,转动更顺滑?” 她的思绪,已飘向了材料学的深远领域。

就在这热火朝的实践与思考中,昊的目光悠远,仿佛穿透了时空,回到了那紫气东来三万里,圣人端坐云团,口吐大道真言的场景。老子那清癯淡然的面容,古朴玄奥的道音,再次于心神中浮现:

“上善若水,水善利万物而不争,处众人之所恶,故几于道。……下莫柔弱于水,而攻坚强者莫之能胜,以其无以易之。弱之胜强,柔之胜刚,下莫不知,莫能校”

这蕴含至理的道言,此刻听来,竟与眼前这滑轮之妙隐隐相合。水至柔,却可穿石破岩;这滑轮,看似只是简单的圆轮转动,无狂暴之力,无煊赫之威,却能以柔克刚,以巧破拙,将千钧重负化为举手之劳。这不正是“弱之胜强,柔之胜刚”的一种体现么?利物而不争,顺势而为,将力量用在最关键的节点,以最的消耗,达成最大的效果。

“大道殊途同归啊……”昊心中暗叹。圣人所言道,玄之又玄;而他所行格物之道,则将这玄理拆解为可知可感的规律与数据。一个自上而下,一个自下而上,竟在这“效率”与“顺势”的节点上,产生了奇妙的共鸣。这并非简单的模仿,而是以不同的路径,触及了同一片真理的星空。

接下来的数日,悬巢城的建筑工地上,景象彻底改变。原本需要数十人号子震、汗流浃背才能艰难移动的巨型建材,如今在巧妙架设的滑轮组辅助下,仅需三五人协同拉扯,便能平稳而高效地提升到指定位置。工程的进度,陡然加快了数倍不止!工匠们的脸上,不再是疲惫与愁苦,而是充满了创造与掌控力量的喜悦。

有巢氏更是将滑轮组迅速推广到各个建设领域。无论是吊装格物大殿那需要严丝合缝的巨大梁柱,还是后来燧人氏 器研部那些沉重复杂的“炎黄”系列机甲部件,滑轮组都成了不可或缺的神兵利器。它仿佛为人族安装了一条无形的、力量无穷的手臂,将许多原本“不可能”的建造任务,化为了“可能”。

这一日,夕阳将金色的余晖洒满悬巢城。格物院内,一场关于滑轮组原理的总结课正在进校昊立于讲坛之上,坛侧还烙印着老子所留的“惯性”道纹。

他总结道:“定滑轮,改力之方向,利其施用;动滑轮,省牵引之力,半其负荷;滑轮组,合二者之妙,倍增其效。然需谨记,力可省,路必长,此乃‘功’之恒常,地不易之理也。”

他目光扫过下方眼神炽热的学子与工匠,声音平和却带着直指本源的力量:“格物之道,在于洞悉万物运行之常理。杠杆如此,滑轮亦如此。明其理,方能造其器;善其器,方能利其事。此壤崛起之基,亦是我辈格物穷理之志。”

“今日省力搬运巨石梁木,来日或可牵引星辰,挪移山海。此非虚妄,唯赖知识与实践之积累。”

话音落下,格物院内寂然无声,唯有众人眼中燃烧的求知之火,比边的晚霞更为绚烂。

滑轮之妙,已不仅在于省力,更在于它为人族打开了一扇新的思维之门,让他们看到,智慧,本身就是最伟大的力量。

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