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“见怪不怪”
来源:科技百科 专题:物理天地 ( 字号:   )

许多人迷恋在“永动机”的创造里面,得到了非常悲惨的结局.我知道有一位工人,为了试制一架“永动机”的模型,用完了他的收入和全部积蓄,最后变成了一贫如洗.他成了那不可实现的幻想的牺牲者.但是他虽然衣衫褴褛,整天饿着肚子,却仍旧向人家要求帮助他去制造已经是“一定会动”的“最后模型”.说起来是很沉痛的,这个人所以失掉了一切,完全是因为对于物理学基本知识知道得还不够。

有趣的是,找寻“永动机”固然是永远没有结果的,反过来,对于这个不可能的事情的深入了解,却时常会引出许多很好的发现。

十六世纪末年十七世纪初年,荷兰著名学者斯台文发现了斜面上力量平衡的定律,他发现这个定律的方法,正可以做上面一段话的最好说明.这位数学家应该享受比他享受到的更大的名声,因为他有许多重大的贡献是我们现在还继续利用的: 他发明了小数,在代数学里最早应用了指数,发现了流体静力学定律,这定律后来又给帕斯卡重新发现。

他发现这个斜面上力量平衡定律,并没有用到力的平行四边形法则,就只是靠这儿复制出来的那幅图.在一个三棱体上架着一串球,球一共十四个,都是一样大小的.这一串球会怎么样呢? 那下面挂下来的部分,不成问题,是会自己平衡的,但是还有上面的两部分,会不会平衡呢? 换句话说,右边的两个球跟左边的四个球会不会平衡? 当然会的,如果说不会,那么这串球就会自动不停地从右向左移动,因为一个球滑下以后就有另一个球来补充,平衡也就永远不可能得到了.但是,我们既然知道这样架着的一串球完全不会自己移动,那么,右边的两个球就自然跟左边的四个球平衡.你看,初看这好象是一件怪事: 两个球的拉力竟跟四个球的相等。

从这个看似奇怪的现象,斯台文发现了力学上一个重要的定律.他是这样来思考的: 这一串球的两段——一段长一段短——重量不相等: 长的一段跟短的一段重量的比值,恰好是斜面长的一边跟短的一边长度的比值.从这里得出一个结论,就是用绳连在一起的两个重物搁在两个斜面上,只要两个重物的重量跟这两个斜面的长度成正比,它们就可以保持平衡。

有时候两个斜面里短的一个恰好是竖直的,于是我们就得到力学上的一个有名定律: 要维持斜面上的一个物体不动,一定要在竖直面的方向上加一个力量,这个力量跟物体重量的比等于这个斜面的高度跟它的长度的比。

这样,从“永动机”不可能存在这一个思想出发,竟完成了力学上的一件重要发现。

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