第58章 力学初探(一):投石机试制 - 杠杆之威

“看,”昊演示着,“此棍便是‘杠杆’,中间支撑处为‘支点’。吾手下压之处,为‘力点’,撬动石头之处,为‘重点’。以小力,可撬动重物,便是借了这‘杠杆’之力,放大了吾等所施之力。”

他指向巨大的投石机:“此投石机,亦可作如是观。那配重下坠之力,便是施加于‘力点’(抛竿尾部)之力;石弹被抛出,便是‘重点’(抛竿前端)之效。而抛竿围绕转动的轴心,便是‘支点’。”

众人顺着他的指引看去,原本复杂无比的庞然大物,其核心原理顿时变得清晰起来!

“然,杠杆之效,并非一成不变。”昊继续深入,他以真元在空中幻化出杠杆模型,演示着不同情况,“‘力点’距‘支点’之远近,谓之‘力臂’;‘重点’距‘支点’之远近,谓之‘重臂’。”

幻象中,力臂长、重臂短的杠杆,只需微小之力便可撬动重物;而力臂短、重臂长的杠杆,则需巨力方能勉强撬动。

“吾等所欲,乃是以配重之有限下坠力,抛出极远、极重之石弹。”昊的目光投向投石机,“这意味着,吾等需要尽可能长的‘力臂’(从支点到配重拉扯点),以及……相对较短的‘重臂’(从支点到石弹兜网)?”

有巢氏脑中仿佛有惊雷炸响!他猛地扑到投石机前,用手比划着现有的支点位置、配重连接点、石弹兜网位置。

“圣师!某明白了!”他激动地声音发颤,“如今这投石机,支点位置居中,力臂与重臂相差无几!故而配重之力,并未被有效放大!石弹故而无力!是否……是否应将支点向后移动,增长力臂,缩短重臂?”

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“此为方向之一。”昊赞许道,“然,还需考量另一要因——配重之大小。力臂再长,若配重过轻,亦是无用之功;反之,若配重过大,或又超出结构承受之极限,抑或导致抛竿扬起过慢,反而不美。此间平衡,需反复测试,寻其最优。”

他顿了顿,又道:“此外,石弹之重量,亦需与配重、力臂重臂之比相匹配。并非石弹越重越好,亦非越轻越佳。”

一番剖析,如拨云见日,将困扰众人的难题分解得清清楚楚!

“控制变量!”一旁观摩的格物院学子中,有人脱口而出,想起了之前取火竞赛时学到的研究方法。

“正是。”昊看向那学子,“此次,吾等需控制之变量,便是支点位置、配重重量、石弹重量三者!需设计多组测试,每次只变其一,观测其对射程、轨迹之影响,方能最终确定最佳搭配!”

思路既定,整个工坊瞬间从之前的沮丧中恢复过来,焕发出更加炽热的干劲。在有巢氏的指挥下,工匠们开始对原型机进行大刀阔斧的改造。移动支点位置,调整配重框结构以便快速增减配重,准备不同重量的标准石弹……