第13章 滑轮组
李新侧着头,仔细看了一下,这个巨石的确很大。是通过在下面垫上滚木,然后慢慢推到蓟城的。这算是古代运送石材比较常用的办法。
应该好几个个滚木,依次轮换,结果到了城门时,前面不好再添加,后面又已经依次取出取出。于是巨石下面的木头减少,一个滚木承受不住,被巨石的重力碾碎。
加之视野受限,后面的人不清楚,还往前推,结果整个巨石前高后低的样式栽在地上。
现在整个巨石,就后面还有一些滚木还在,中间的滚木已经碎裂,巨石的前面那一侧陷入地里。
听刘备说,公孙瓒已经试过用马拽了,绳子反而被拽断了。
按照巨石的这个姿态,来多少匹马也拽不动啊!
此外,李新还留意到,公孙瓒好像还打算把这个石头翘起来,于是在前面刨了一个坑,用木棍敲。但收效甚微,反而这么一翘,使得地面都凹陷了。
“把这个石头抬起来,下面重新塞上滚木,就可以了吧!”李新看来半天,猛的来了这么一句。
“小兄弟可真会说笑!”公孙瓒笑道,“要举抬起这个巨石可绝非难事,我找了几十匹马拖都没有效果。”
“这不一样,横着拉,力量再大也白费功夫。”李新摇了摇头,给出了自己的观点,“但是把这个石头提起来,就只需要施加这个石头重力大小的力量就可以了。”
“拉东西不是比提东西更省力气!?”张飞甚是不解,忙问道。
“一个人可以举起比自己体重更重的物体,但很难拽动比自己还要重的物体!”李新解释道。
“俺可以拽动比自己重的人!”张飞脸上写满了不信,“当年俺一人拽着一头猪,给活生生放倒了,猪可比俺重多了。”
李新微微一笑,并未过多解释。
这个问题其实很简单,一般情况,常见的摩擦系数都是小于1的。如果只是水平拉,所能施加的最大力就是自己的重力产生摩擦力,而由于摩擦系数小于1,这个力必然小于自己的体重。
如果人和猪的摩擦系数一样,水平着拖是必然拖不动的。要想拖动比自己重的猪,需要要斜着拖,也就是斜向上提着一些。
这其实又回到了李新所抛出的问题,将这个石头提起来。
“这个石头斜着应该自锁了,水平是拽不动了。”
“自锁是什么?”刘备问道。
“是需要要俺买锁吗?”张飞扯着嗓子道。
“小兄弟没问题吧!”公孙瓒满脸困惑,以为李新脑袋不正常了,怎么突然聊到锁上面去了。
“没事,我想想该怎么弄。”李新尴尬地笑了笑,这解释下去,要讲的可就多了。
李新稍微思索了一番。
这块石头具体材质李新不清楚,但一般是属于青石,密度大概2~3吨每立方。尺寸大概宽4米,高2米,长6米左右。按照最大的重量估算重量大概是144吨。
由于只是前面部分的滚木被碾碎了,后面部分的还在,所以只需要在前面施加大概72吨的力,将前面部分提起,然后从新塞入新的滚木即可。
等一下,72吨?72000公斤!?
李新忍不住咽了咽口水,望着这个大石头,一阵头疼。
不过,这对于李新而言,并非什么难题,就是稍微有些复杂。
“重量的确太大,稍微有点麻烦了。”李新低估了一句。
刘备见李新的模样,心中略微吃惊,问道:“你莫不是想真的到了办法?”
“我需要一些绳子和滑轮。”李新对公孙瓒说道,“如果没有就让工匠立刻做一些。”
汉代和三国时期就已经滑轮出现了,后世挖出了汉砖,以及古井取水的设备辘轳,其实就已经滑轮的样式了。
现有史籍中最早讨论滑轮力学的是战国后期的《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”,将自由往下降落称为“收”,将整个滑轮机械称为“绳制”。
“这会有用吗?”公孙瓒有些不信任李新,“要不我还是让石匠继续敲碎了便是”。
“今天能全部敲碎吗?”李新问道。
公孙瓒一愣,摇了摇头,望着李新坚毅的模样,心一横,便安排人去制作,“要多少个?”
“二十个以上最好,还有绳子。”
……
一直到了傍晚时分,李新要求的轮滑和绳子才准备妥当。
接下来,李新便依次地将这这些滑轮依次组装起来。
绳子则用了好几十根,全部系在城墙的垛口上,下垂连在组装的二十多个滑轮上。
有关羽张飞帮忙,在城墙和巨石上系绳子的事,倒也不用李新操心。
很快,李新便准备妥当,最后李新还谨慎地检查了一下滑轮的连接顺序。
只要自己没有组装错,李新还是很有把握能够提起这个巨石的。
三国时期,人们使用滑轮一般都是定滑轮,但李新则是组装了一大批的动滑轮。
动滑轮和定滑轮相比,有一个很显著的优点就是能够省一半的力。
而中国对于动滑轮的运用,一直到明代天启年间的《远西奇器图说录最》才有相关记载。
其中一幅图描述了“行轮举重”,上面是定滑轮,下面是动滑轮,行成了一个滑轮组。
“没问题!系上吧!”李新仔细检查了一下,毕竟二十多个滑轮构成滑轮组,李新还必须要保证他们之间承受的力在合理范围内,以免绳子断掉。
一个动滑轮组就能够实现力减半,现在李新一共用了二十四个,十二对滑轮,李新握着绳子的这一头,只需要不到35斤的力,就可以拉动整个滑轮组了。
一切准备妥当了,李新深吸了一口气,便开始缓慢拽动绳子。
动滑轮省力,但是缺点就是废距离。
如果要石头抬升一厘米,现在李新那一头则需要拉四十多米。更何况,现在绳子都还没有紧绷。
时间一点点过去,整个滑轮组发出咔嚓咔嚓的绳子绷劲的声音。
刘关张三兄弟充满期待地望着李新,而公孙瓒则显得有些紧张。
“太守,此时您必须秉公执法!城门被堵,城防危在旦夕。那日公孙瓒亲口说三日解决好,您看看,现在还堵着呢!”