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野游自救必备,车子卡住不需要人推,用这招就好了 | 科学DIY

实验君 把科学带回家 2019-10-18

本文由公众号 “把科学带回家” 提供

给孩子最好的科学教育




暑假就要结束了,许多家庭美好的自驾游也进入了倒计时。


不过为了将来出行方便不求人,今天教大家一招在车子陷入泥潭时,不求人,也不需要人推,就能把车子拖出来的方法。


具体实操效果是这样的——









关键概念


后滚翻绞盘



材料和操作



筷子/笔

绳子






你可以在家用筷子或笔试验这个方法的缩小版,学会这个方法的原理,测试一下它的威力,以备不时之需。


具体方法看视频——


@The weather channel



原理


这个方法叫做后滚翻绞盘(flip flop winch)发明人已经不可考,但是有记录显示,二战时,就有用这种方法把车拖出泥坑的记录。




由于著名野外生存专家,波兰裔加拿大人 Mors Kochanski 的推广,这种方法后来开始为人所知。


后滚翻绞盘的本质就是通过把木头当作绞盘,把绳索慢慢绞起来的方法,把车子从泥地里拖出来。


但是,直接用手去绞绳索是不现实的,因为力量不够,所以要利用杠杆原理,利用木头长长的力臂弥补人力的不足,这就是其中一根木头的用途。实际上,转动的那根木头被当成了曲柄


所以每移动一次木头,绳索在木头上缠绕一圈,木头和汽车之间的距离也缩短了一圈左右。但是因为躺在地上的木头没有移动,因此缩短的距离由汽车承担。就这样,汽车被慢慢拉出了坑。




这样说起来,绞盘是个好东西,可以在缺乏大型机械的情况下,用来移动重物。这种可以就地取材的机械,早就被古代人学会了。


公元前7世纪,古代亚叙人可能就学会了使用绞盘。在西方,在希罗多德撰写的《希腊波斯战争史》(成书于公元前5世纪下半叶)中就记录了人类使用绞盘的情形。当时(公元前480年),士兵使用绞盘为土耳其附近达达尼尔海峡的浮桥拉紧绳索。


希波战争


亚里士多德本人也曾在《力学》(Mechanica)一书中写道,那时绞盘是常见的建筑工具。


当然,古代中国人也知道怎么利用绞盘。


从井中取水的轱辘就是这个原理。轱辘利用曲柄驱动,本质上也是利用拉长力臂的方式减小所需作用力。


北宋官方修订的《武经总要》(1044年成书)中关于轱辘的记载:绞车,合大木为床,前建二叉手柱,上为绞车,下施四单轮,皆极壮大,力可挽二千斤。


在中国古代文献中,关于轱辘的最早记录可追溯至一个叫做史佚的人。在明朝罗颀所著的《物原》一书中记载,“史佚始做轱辘”。


那么,史佚这个人是何方神圣呢?


实际上,史佚是西周初年太史。如果《物原》的记载可靠,那么中国最早的轱辘,或者绞车机械,是在公元前11世纪发明的,比西方和亚叙文明早数百年。


《墨经》则详细讨论了轱辘和滑轮机械的原理,比如如何用滑轮组把重物吊起来。《墨经∙说下第十二》还记载,战国时期(公元前480-222年),鲁班曾经提出用轱辘为季康子的娘亲下葬。


在山东嘉祥的武氏祠里,就有秦朝人民活用轱辘和车轮组的证据——泗水捞鼎的汉画像石。


山东嘉祥的武氏祠里的泗水捞鼎的汉画像石


汉画像石上画着的故事是,秦始皇命人用轱辘从江苏徐州北郊大运河泗水河里打捞周鼎。


据传大禹收取九州的金属,铸成九鼎,象征九州,所以九鼎在夏商时期是帝王权利的象征,这也是(皇帝说话)一言九鼎这个成语的来源。


但是在公元前296年,秦昭王不小心把其中一个丢在了泗水里。后来,秦始皇命令千人去河里捞,不过在快成功的时候,鼎里的龙把绳子咬断了。九鼎缺了一鼎,所以秦朝就扑街了。


泗水捞鼎动画



泗水捞鼎的故事同时从古典力学和古生物学的角度委婉地对封建暴政进行了批判。民意和独裁之间的拉锯就体现在了绳索的张力上,并借由幻想爬行动物背锅,呈现出了一个完美的古代版“是龙先动的手”的民主寓言。


大家记得自驾游出门要带一条比较结实的绳索。





读者DIY手作展示



△ 靖赫小朋友做的Wobbler(点我查看制作方法)








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