斜面是簡單機械的一種,可用於克服垂直提升重物之困難。距離比和力比都取決於傾角。如摩擦力很小,則可達到很高的效率。
中國先民發現,透過斜面牽引重物到一定高度,可以比直接將該物舉到同樣高度要省力。因此,古人將這一原理運用到建築、農具製造和農田整治等生產實踐中。
在古代建築中,常應用木楔或金屬楔。楔子是尖劈的一種,人們常用它加固各種建築物和器具。
據記載,在唐代蘇州建造重元寺時,工匠疏忽,一柱未墊而使寺閣略有傾斜。若是請木工再把寺閣扶正,費工費事又費錢。寺主為此十分煩惱。一天,一位路經此地的外地僧人對寺主說:“不需費大勞力,請一木匠為我做幾十個木楔,可以使寺閣正直。”寺主按照他的話,一面請木工砍木楔,一面擺酒盛宴外地僧人。飯畢,僧人懷揣楔子,手持斧頭,攀梯上閣頂。只見他東一楔西一楔,幾根柱子楔完之後,就告別而去。10多天後,寺閣果然正直了。小小几個尖劈,作用卻這樣巨大!尖劈是斜面的一種具體形式。原始社會時期,人們打製或磨製的各種石制或骨制工具中,都不自覺地利用了尖劈的原理。
尖劈能以小力發大力,以小力得到大功效。而且尖劈兩面的夾角越小,以同樣大的原動力就可收到更大的功效。因此,尖劈發展成為尖利的鋒刃,如針、錐、鐵鉤等物。隨著建築材料的進步,各種尖劈也以青銅、鐵或鋼鐵製成。
王充在《論衡"狀留》篇中寫道:
針錐所穿,無不暢達;使針錐末方,穿物無一分之深矣。
可見人們在理論上也知道尖劈原理。
尖劈在機械工程中應用普遍。古代榨油機被稱為“尖劈壓機”就是一例。在該機架上壘疊方木,在方木的間隙打入長楔,以擠壓預先置於方木油槽中的油料。
尖劈原理的另一個重大歷史應用是犁的發明。犁中的鏵是翻土的主要部件。犁鏵以鑄鐵為之,多為等邊三角形,兩邊削薄成刃,其前端交為犁鋒,也即尖劈。
鏵多為A物線形斜面,其功用在於將犁鏵所起之土翻向一側。在犁這一農耕工具中,尖劈與斜面都用上了。今天,雖然犁的外形、大小、質地、發動力等方面有所改進,而犁鏵、犁的基本形狀及機制卻沒有改變。
斜面的力學原理和尖劈相同。人們在推車行走於平地和上坡時,就會發現用力不同。
成書於春秋戰國之際的《考工記"輈人》記載:推車上坡,要加倍費力氣。用雙手舉重物到一定高度和用斜面把同樣的重物升到同一高度,自然後者容易得多。
《荀子"宥坐》記載:人們不能把空車舉上3尺高的垂直堤岸,卻能把滿載的車推上高山。這是為什麼?因為高山的路面坡度斜緩。這正是斜面物理功用的最好總結。
古人對斜面原理的運用還體現在農田整治上。作為一個農業古國,中國古代勞動人民在治理坡耕地方面採取了很多有效措施,而修築梯田就是山丘地的農民運用斜面原理的典型例子。
梯田最早出現在史前時期。起初人們清除森林或小山頂,以便種植一些糧食作物,或者作為防禦工事。如廣西龍脊梯田,始建於元代,完工於清代初期,在機械普及以前就很有規模了。
斜面是簡單機械的一種,可用於克服垂直提升重物之困難。距離比和力比都取決於傾角。如摩擦力很小,則可達到很高的效率。
中國先民發現,透過斜面牽引重物到一定高度,可以比直接將該物舉到同樣高度要省力。因此,古人將這一原理運用到建築、農具製造和農田整治等生產實踐中。
在古代建築中,常應用木楔或金屬楔。楔子是尖劈的一種,人們常用它加固各種建築物和器具。
據記載,在唐代蘇州建造重元寺時,工匠疏忽,一柱未墊而使寺閣略有傾斜。若是請木工再把寺閣扶正,費工費事又費錢。寺主為此十分煩惱。一天,一位路經此地的外地僧人對寺主說:“不需費大勞力,請一木匠為我做幾十個木楔,可以使寺閣正直。”寺主按照他的話,一面請木工砍木楔,一面擺酒盛宴外地僧人。飯畢,僧人懷揣楔子,手持斧頭,攀梯上閣頂。只見他東一楔西一楔,幾根柱子楔完之後,就告別而去。10多天後,寺閣果然正直了。小小几個尖劈,作用卻這樣巨大!尖劈是斜面的一種具體形式。原始社會時期,人們打製或磨製的各種石制或骨制工具中,都不自覺地利用了尖劈的原理。
尖劈能以小力發大力,以小力得到大功效。而且尖劈兩面的夾角越小,以同樣大的原動力就可收到更大的功效。因此,尖劈發展成為尖利的鋒刃,如針、錐、鐵鉤等物。隨著建築材料的進步,各種尖劈也以青銅、鐵或鋼鐵製成。
王充在《論衡"狀留》篇中寫道:
針錐所穿,無不暢達;使針錐末方,穿物無一分之深矣。
可見人們在理論上也知道尖劈原理。
尖劈在機械工程中應用普遍。古代榨油機被稱為“尖劈壓機”就是一例。在該機架上壘疊方木,在方木的間隙打入長楔,以擠壓預先置於方木油槽中的油料。
尖劈原理的另一個重大歷史應用是犁的發明。犁中的鏵是翻土的主要部件。犁鏵以鑄鐵為之,多為等邊三角形,兩邊削薄成刃,其前端交為犁鋒,也即尖劈。
鏵多為A物線形斜面,其功用在於將犁鏵所起之土翻向一側。在犁這一農耕工具中,尖劈與斜面都用上了。今天,雖然犁的外形、大小、質地、發動力等方面有所改進,而犁鏵、犁的基本形狀及機制卻沒有改變。
斜面的力學原理和尖劈相同。人們在推車行走於平地和上坡時,就會發現用力不同。
成書於春秋戰國之際的《考工記"輈人》記載:推車上坡,要加倍費力氣。用雙手舉重物到一定高度和用斜面把同樣的重物升到同一高度,自然後者容易得多。
《荀子"宥坐》記載:人們不能把空車舉上3尺高的垂直堤岸,卻能把滿載的車推上高山。這是為什麼?因為高山的路面坡度斜緩。這正是斜面物理功用的最好總結。
古人對斜面原理的運用還體現在農田整治上。作為一個農業古國,中國古代勞動人民在治理坡耕地方面採取了很多有效措施,而修築梯田就是山丘地的農民運用斜面原理的典型例子。
梯田最早出現在史前時期。起初人們清除森林或小山頂,以便種植一些糧食作物,或者作為防禦工事。如廣西龍脊梯田,始建於元代,完工於清代初期,在機械普及以前就很有規模了。