導語:刻舟求劍的故事想必大家都知道,想要通過在船上標記的位置去尋找丟在水中的寶劍,但是卻沒有考慮船在水流當中的運動,因此寶劍根本無法失而復得,這樣一個搞笑的故事道理我們都應該知道,實際上就是一種物理學知識的一種應用。這個故事表面上體現的是一種搞笑的事情,但是從另一個角度上分析早在很久之前我國就已經開始了物理學的發展。
關於物理學有很多偉人和故事,我們最熟悉的就是牛頓,那個陪伴我們好多年的大神,是他讓我們知道了速度、加速度、重力等等,不過不要光看國外的偉大物理學家,在我國古代物理學其實早已經產生,不過我們並未將其作為一門學問而獨立研究,只是將其變成了一種服務社會的方法。
早在大商的時期我國就已經對物理開始有認知了,意不意外驚不驚喜?想必划船的人都知道船之所以能在水上不沉沒,其本身依靠的就是浮力,而我國商朝則是通過樹幹掏空,造出了獨木舟,浮力也因此開始使用的。
人們利用船隻來運送物資,藉助的就是浮力,也正是因為這種原因人們能夠建造出可以在大海上航行的巨船,如果不是我國古代工匠對浮力有著極深的了解是根本不可能將菏澤之船變為汪洋之船的。我國人對浮力的了解實際上為我國航海事業做出了極大的貢獻。
古代時候的利用浮力浮於水上的戰船
你以為浮力的應用在我國僅限於此嗎?實際上當然不,走過浮橋的人都知道,浮橋實際上也是一種浮力的體現,有人該問了這樣的故事不是和船是一個麼?咱們聊得不是橋,是橋兩邊的柱子。
在古時黃河上本身有一座浮橋,浮橋的繩索繫著八個鐵牛,鐵牛的作用就是為了防止橋被衝走,因此每個鐵牛都重數萬斤。後來黃河又發大水了,鐵牛被衝進河裡了,也是它沉沒被衝走,但是將鐵牛打撈上來是一個極為困難的事情,那黃河的水湍急的大家都知道,人力拉上來不知道要死多少人。好在我們懂得福利,和尚懷丙讓人再穿上裝上大量的泥土,因此船就下沉的深一些,同時命人將船上的繩索和鐵牛連接一起,再去掉船上的泥土,因此鐵牛便根據船的上升一同升了起來。
這都是小事,在生活中應用中更為重要的則是鹽,無論你看沒看過古代片,你都應該知道古代有走私鹽的,鹽是人們生活必不可缺的調味料,他們人們力氣的源泉,沒有鹽就沒有力氣,沒有力氣就沒發種地、打仗,因此鹽的好壞與國事直接相關。因此古人便考慮用浮力來測量,鹽商產鹽是否符合標準。
人們力氣的源泉——鹽
他們將鹽放入相同體積的水中,然後放入十個蓮子觀察蓮子的浮塵情況,這就好比把我們丟入死海裡人能浮起來的道理一樣。如果浮起五粒證明鹽的成分是最濃的,如果浮起來三個證明的是較濃,如果都沉底了那麼就是稀鹽。由於蓮子的大小體積不同很容易造成誤差,後來在明朝的時候已經將其發展為只使用一個質量體積適中的蓮子,觀察其是浮在水上、沉入水底還是在杯中間靜止來確定結果。這實際上就是涉及到了浮力和密度之間的關係。
對電的認知上我國也在商超就開始了,當時有很多關於雷和電的甲骨文,到了周朝時期更是在其青銅器上發現了&34;字,可見得我國對電的認知早在多少年前就已經開展了。雖然我國當時並不能主動的產電,但是我國已經開始懂得了如何利用電。
尖端放電學過物理的人都知道,它是一種電在物理學的常見現象。古人在《搜神記》中記載&34;,實際上就是尖端放電的現象,不過古人設計長矛等尖銳武器是為了殺人的哦,不是為了靠電來電死敵人的。至於古人對尖端放電最為實踐的應用則是避雷針的使用。
高塔的塔尖實際上是一種避雷針
對於我國古代來說什麼是避雷針他們並不知道,他們只知道雷電會劈毀房屋,但是金屬又能很好的牽引雷電的走向。因此為了保護房子的安全,他們常在設計房屋的時候,設置成沖天的樣子。想古時的寶塔為什麼上面都設置成一個圓形的塔尖,實際上行塔尖大多都是用鎏金或者金屬膜等為了就是將雷電導入地下,免得遭受劫難。最為又名的則是武當山的銅殿,至今已經有五百多年的歷史,即便身處極高之位,這座大殿不僅沒有損傷,反而通過雷電的淬鍊而顯得金碧輝煌,不得不稱讚古人對電的認知和理解。
相對於用浮力來區分真假以外,用電其實也可以,魚目混珠的故事讀過書到咱們都知道,沒讀過書的我給大家普及一下,就是拿魚木充當上好的寶珠的騙局,故事介紹完畢。古人發現電能夠存在於玉石當中,其魚眼因內部有水做導體並不能存電,因此他們用將玉石放入手中揉搓,然後看是否能夠吸附芥子來確定玉石的真假。由於人的手中也是有汗液的可能導致最終結果出現錯誤,因此雷斆在《炮炙論》提到&34;實際上是對實驗的一種鑑定和升級,通過用布的方式減少誤差,更好的區分出真假。
說到了浮力咱們再來談談重力,古希臘阿基米德說過一根槓桿撬地球,不不不錯了重來,&34;,從理想的角度上來講只要受力臂夠長,那麼這是完全可能發生的事情。我國歷史上的秤砣實際上就運用了力學槓桿的原理,90年以前的人應該都見過這個東西。
古代對力臂與力的應用——秤
在《墨經》中曾對力有初步的闡釋,他們早就得知出力是讓物體產生運動和加速度的根本原因,後他們將力和重量結合,表明物體向上向下都有力在參與。當時他們就用的秤來表明的,重的一方下沉輕的一方上升。後來他們又發現力臂與力之間的關係,發現了等臂槓桿和不等臂槓桿之間的關係,發現調節臂長能夠控制力打到平衡。
現代版本的&34;
這時候他們一直研究的都是關於平面力的產生,終於他們開始研究如果力在側面會發生什麼條件,這個研究結果不測也知道在斜面的時候物體會失去平衡向下而去,是力的作用,他們根據自己所學的知識,設計了&34;,&34;採用的是前端低後端高,這樣可以將重物以更為省力的方法搬運,&34;實際上就是我們現在所看到的手推車的原型。
對於力來說不僅僅有浮力和重力,讓物體最終停下的是阻力。古代對阻力的應用也不少,在《矢人篇》中說:&34;,實際上講述的就是古人發現在弓箭前方配上金屬的剪頭,微端兩側分布以比例分不好羽毛會讓弓箭受到風 的影響下大大降低,因此羽毛才在弓箭上增添了開來。
弓箭的羽毛與阻力之間的關係
此外他們還發現羽毛的多少對箭的精準程度有著很大的影響,羽毛較多會增大阻力讓弓箭不能抵達目標位置,羽毛較少則會受到風的影響加大,使其偏離預定的路線。不僅如此,通過對杆重的分布古人還發現,無論是前重還是後重對飛行高度都會有影響,因此需要講究重量的平均分布。
關於阻力的另一個最為直接體現的就是圓,沒錯就是圓。最為之常見的則是車輪,最為直接的就是用光滑的圓木製作的車輪,人們可以藉助這些圓木來搬運笨重的物體,省去了推動的力氣,從物理學的角度上說這是以滾動代替滑動起到了一個省力的目的。
利用車輪和刀刃組成的戰車
早在三千多年前,馬車就已經形成了車輪、車軸、車架三個部分,馬車可以讓多人快速的移動到其他位置,雖然說還是有些顛簸,但是相對於起碼來說這樣更為安逸。車輪服務的對象不僅僅是馬車還有戰車,戰車的車軸上通常會裝有一些鋒利的刀片,這些刀片往往使用的就是很薄卻很堅韌金屬所打造,為的就是不降低戰車的速度,戰車作為一個戰鬥工具,它首先要讓馬來踐踏,其次則是刀片去將敵人攔腰切斷,如果刀片過於後重,那麼在切割敵人的時候可能會發生明顯的減速,亦或者不能將敵人攔腰斬斷,這個刀片就是利用了減少阻力的物理學知識,才能夠在戰場上大放光彩。
結語:中華文化五千年,我國的歷史要比很多國家長遠的久,雖然說我國在物理學上的建樹沒有牛頓這個物理學家出名,但是從實際上出發我國在物理學上其實早就有了許多發現和應用,不僅僅力學上有所發現,在光學、磁學、熱學、聲學等等物理學中我國其實都早就已經有很多發現。
非常值得一提的是我國本身的創造能力,在這些物理學的應用上,無論是民間還是在軍事上,物理學被我國使用的淋漓盡致,在國外還在使用刀耕火種的方法時候,我國就已經開始使用鐮刀等鐵器,在國外使用著拳頭和石器在發動戰爭的時候,我國就已經根據熱學的融化製造出了很多鋒利的武器,不得不讚嘆我國古代人們的智慧。