第77章 研制手工机床

朱高煦把两个秤盘交换了位置,两遍依旧平衡。

朱高煦就说道:“这个秤,叫做天平,因为它的两边,是一样长的,所以,当它打平的时候,两边的重量就是相等的。”朱高煦总结道:“这个大家能明白吧?”

“嗯,我们明白了。”徒弟们先后说道。

“好了,这里我们就能得出第一个结论:当杠杆的两边一样长的时候,那么当它打平的时候,两边的物体的重量是相等的。接下来,我们来做一个小游戏。”朱高煦说着,向院子里走去。

听到做游戏,徒弟中一些较小的孩子们,还是挺兴奋的,这可是汉王殿下带头玩,谁也不敢说什么。

院子里已经有一个带着刻度的跷跷板。

朱高煦先让一个看起来最重的工匠坐在了跷跷板的一边的中间位置。

“谁能把他撬起来,就能再吃一个橘子。”朱高煦宣布道。

于是很多人都想尝试,但是工匠们毕竟都是大人,还是让给了孩子们。

一个看起来要比对面瘦弱很多的孩子坐上了跷跷板,一开始怎么用力也压不动,后来,他想了想,把屁股向后挪了几次,终于把对面的工匠撬了起了。

“很好,这个橘子归你了。”朱高煦递出了手中的橘子。然后继续问道:“谁来说一说,为什么他一开始撬不动对面,后来却成功了?”

“我来我来!”看到别的孩子能多吃橘子,又一个孩子勇敢的站了起来。“他一开始撬不动对面,是因为对面的人比他重。后来……后来应该是因为他坐的地方,比对方远得多。”

“回答的很好,这个橘子归你了。”朱高煦继续发放着橘子。

“这就是我们得出的第二个结论:如果想要一个相同重量的人或者物,在杠杆上发挥更大的作用,就需要让TA离支点更远。而接下来,咱们需要探索的,就是这个关系。”

朱高煦继续说道:“大家看,这个跷跷板上面有刻度,分别是一尺、两尺、三尺……大家接下来可以用人,或者物,来探讨一下,坐的远近与施加的力量之间的关系。”

然后,朱高煦继续坐回书桌,自己也吃着橘子,喝着茶水。

院里的孩子和工匠们,则开始玩了起来。

半个多时辰以后,朱高煦再次来到院里。几个孩子才从跷跷板上下来。

“大家说说,都有什么发现?”朱高煦问道。

徒弟们开始七嘴八舌的回答自己的发现。

比如,一个孩子说,如果对面两个孩子分别坐在一尺和二尺的地方,他就需要坐到最少三尺的位置才能把对面两个孩子撬起来。而如果对面三个孩子坐到一尺、两尺和三尺的位置,自己则至少需要坐到六尺的位置才可以撬动对面三人。

然后,他就得到了一个橘子。

而一个工匠则说,自己在其他人玩的间歇,往跷跷板上放了一些砖块,然后发现,如果在一侧的二尺位置放一块砖,那么就得在对面的一尺位置放两块砖,才能基本平衡。

如果把那一块砖放到三尺的位置,对面就得在一尺位置放三块砖,才能平衡。

因此,他猜测,每一块砖能发挥的力量,跟它距离支点的距离,是成比例关系的。

朱高煦对他很赞赏,他几乎可以说,已经总结出了杠杆原理的本质。

这证明这个工匠,除了基础打得非常牢之外,观察和总结的能力,也非常强。

“很好,你可以拿三个橘子。”朱高煦说道,然后开始了总结:“杠杆中,每个物体能施加的力量,跟TA自身的重量成正比,跟TA距离支点的远近,也成正比。”

“我们以后,将用一套新名词来描述这个关系,物体的重量,叫做力,力量的力;而物体距离支点的距离,叫做力臂,臂膀的臂;而力与力臂相乘的乘积,就叫做力矩,规矩的矩。”

朱高煦停顿了几息时间,让下面的徒弟们慢慢记住。然后再次说道:“在各种杠杆中,总是力矩较大的一方,能撬起力矩较小的一方。”

说完这些后,朱高煦再次说到:”好了,今天就到这里,筐里还有点橘子,大家都分了吧,不要一次吃太多,会拉肚子的。”说完,朱高煦就转身,走向中院。

“恭送师父!”工匠和孩子们向朱高煦行礼,然后就开始争抢起了橘子。

接下来的几天里,朱高煦又给徒弟们讲解了各种杠杆的变种应用,并鼓励大家自己去寻找其他的杠杆应用。算是把杠杆这一课彻底讲解透彻了。

之后的一段时间里,朱高煦继续给徒弟们讲解了滑轮、轮轴、摩擦力、相互作用力、浮力等等内容。

在讲解完这些基础的内容后,朱高煦开始带领徒弟们逐一分析现有的工具都是什么结构,运用了哪些原理,并和大家一起研究,还有哪些可以改进的地方。

这为铁匠木匠们进一步改进基础工具,提供了不少可行的方案,朱高煦让大家专门记录下来,给工匠们参考改进。

做完了这一步,朱高煦开始引导他们,设计更为复杂的手工机床。

手工机床分为镗床、铣床、钻床、磨床、刨床等等大类,后续还衍生出了圆车等等更加复杂的机床。

手工机床是从手工业到现代工业转化的一个重要先决条件。手工机床比那些原始的简单工具,工作效率要高很多,不过也更加费力,往往需要几人或者十几人一起配合才能开动。

而未来,一旦蒸汽机等大型动力设备研制成功,与这些机床及后续改进型机床相互配合,将会彻底颠覆整个工业体系。

前一世,这一切最终让欧美国家受益,进而统治整个世界几百年。

而这一世,朱高煦发誓,要让这个荣耀,属于我大明朝!

机床设计这边已经有了进展,下一步,就需要钢铁工业和各种相关材料的配合了。而现在距离朱高煦的首批徒弟去钢铁厂,已经有三个多月了,也是时候,检查一下他们的工作成果了。