第108章 轮轴的省力与“大道至简”的推车 (第1/2页)
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磁石在铁匠铺引发的“悟道”风波,在林辰毫不知情的情况下,悄然沉淀为了王大锤和村口访客们心中宝贵的“大道感悟”。日子依旧平稳地向前流淌。
这一日,林辰打算将果园里一批已经成熟的、不耐储存的浆果,运到村里分给乡亲们尝尝。他找来一辆村里公用的、有些年头的独轮手推车,将几筐红艳艳的浆果小心地码放上去。
云轩和小丫自然又成了他的小帮手。当林辰尝试推动那辆装满果实的独轮车时,发现车轮有些干涩,推起来颇为费力,车轴发出“嘎吱嘎吱”的抗议声。
“先生,这车好像不太好推。”云轩看着林辰微微用力的手臂,说道。
“是啊,轮子好像转不动。”小丫也皱着小眉头。
林辰停下动作,擦了擦额角并不存在的汗(其实他力气不小,只是做给孩子看),笑道:“看来是车轴该上点油了,而且这独轮车的设计,虽然适合狭窄小路,但推起来确实需要一点技巧,不如双轮车稳定省力。”
他蹲下身,指着那简单的木制车轮和车轴连接处:“不过,今天我们不急着修车。正好借着这个机会,给你们讲讲这车轮和车轴里蕴含的一个小道理。”
“车轮和车轴也有道理?”小丫好奇地眨着眼睛。
“当然有。”林辰找来一根粗树枝和一块中间有孔的石块(充当粗糙的轮子),简单演示起来。“你们看,如果我们要在地上拖动一块很重的大石头,会很费力,因为石头和地面之间有很大的摩擦。”
他用树枝撬动石块,模拟拖动。“但是,如果我们把石头放在几根圆木上,再拖动,是不是就省力多了?”
“嗯!就像我们之前搬石磨那样!”云轩立刻联想到了滚动摩擦。
“对,利用滚动摩擦代替滑动摩擦,是一个省力的办法。”林辰赞许道,“而车轮,就是把‘滚动’这个动作固定化、高效化的发明。”
他重点指向车轴:“但是,光有轮子还不够。轮子需要围绕一个固定的点转动,这个点就是‘轴’。车轮在轴上转动。这里就涉及到一个新的、有趣的原理——当我们用力推动车辆时,其实大部分力是用来让车轮克服与地面的摩擦,产生滚动。而车轮的半径越大,或者我们推力的作用点离轴心越远,推动起来就越省力。”
为了让孩子们理解“轮轴”作为一种省力机械的原理,林辰用一根木棍和两块石头做了一个极简的模型。用绳子拉动木棍的不同位置(模拟力臂长短),去提起一块重石(模拟阻力),让孩子们直观感受力臂越长越省力(这其实也是杠杆原理的变形和应用)。
“所以,一个好的车轮,需要合适的半径,顺畅的轴承,才能最大程度地将我们推动的力,转化为让车轮滚动的力,从而更省力地运输货物。”林辰总结道,“从独轮车到双轮车,再到多轮马车,车辆的演进,很大程度上就是在不断优化轮、轴以及整体结构,以达到更稳定、更省力、载重更大的目的。”
云轩听得聚精会神,盯着那辆独轮车的车轮和车轴连接处,脑海中已经开始思考如何改进:如果用更圆更光滑的木轮?在车轴处加上润滑的油脂?或者……能不能设计一种可以灵活转向的多轮结构?
小丫则对“轮子转啊转”的样子很感兴趣,她用手轻轻拨动独轮车的车轮,看着它吱呀转动,混沌道体仿佛能感受到那种周而复始、循环不息的运动韵律,与天地间某些循环往复的法则隐隐呼应。
“走吧,虽然有点费力,但我们还是得把这些果子送到村里去。”林辰重新握起车把,对孩子们说,“你们在后面稍微帮先生扶一下,注意安全。”
于是,林辰在前面推着吱呀作响的独轮车,云轩和小丫一左一右在后面小心翼翼地扶着车架(其实主要是象征性的),三人慢悠悠地朝着村子中心走去。
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