木牛流马——力学应用的典范(下)

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1、木牛流马,运输工具大揭秘———破解木牛流马之谜（下）一探索与发现木牛复原工作结束了，（如图1这是木牛作品图。）下面就是如何复原流马的问题了。我根据总结出的经验和规律对流马进行了设想。第一，流马同样用转移重心的办法解决转向问题。第二，为了做到第一项，四个车轮不能平均分担重量，因此车的重心必须偏向前侧或后侧车轴。第三，流马的车辕也是两根弯曲半圆形状的结构，就像大象弯曲的鼻子。第四，流马的尺寸是检验流马是否成功复原的重要标准。根据以上原则我制作出一辆想象中的“流马”。它有前后两组车轮，车的重心在前后两车轴之间但

2、靠近前车轴，很容易地用转移重心的办法完成转向。车走上坡路时，由于车身后倾，车的重心又移到两轴之间平衡性能最好的地方。当走下坡路坡度较大时，由于车身前倾，车的重心向前超过前轴，那么车就要失去平衡！我想用这样的办法来解决：让拉车的人站在车尾部。它有以下好处：第一，又将重心向后移到平衡最好的地方。第二，让拉车的人得到休息，因为车产生的下滑力不用白不用。第三，由于人在车上位置较高，可以观察路面并为推车的人指引方向。这辆车难道就是史书记载的“流马”吗？那就要等到流马尺寸之谜被破解，才能找到答案。经过不知多少次失败，

3、我终于先解决了流马的力学结构!流马的重心靠近后轴9cm。也就是说流马的力学结构具备了用转移重心来转向的条件！如果按汉代一尺等于现在的23cm，则有：1，肋长三尺五寸，广三寸，厚二寸二分，左右同。即肋杠的长度是80.5cm,宽度6.9cm,厚度5cm,左右都有相同尺寸的肋杠。2，前轴孔分墨去头四寸，径中二寸。即车的前轴孔到前车梁的距离是9.2cm,轴孔的直径是4.6cm。3，前脚孔分墨二寸，去前轴孔分墨四寸五分，广一寸。即前轮孔的直径是4.6cm，到前轴孔的距离是10.5cm,轴孔的宽度是2.3cm。4，前

4、杠孔去前脚孔分墨二寸七分，孔长二寸，广一寸。即前杠孔到前轮孔的距离是6.2cm，孔的长度是4.6cm,宽度是2.3cm。5，前杠长一尺八分，广二寸，厚一寸五分。即前杠长41.4cm，宽4.6cm,厚3.5cm。6，后轴孔去前杠孔分墨一尺五分，大小与前同。即后轴到前杠孔的距离是24.2cm，轴孔的直径和前轴孔的直径相同。7，后脚孔分墨去后轴孔三寸五分，大小与前同。即后轮孔到后轴孔的距离是8cm，后轮孔的直径与前轮孔的直径相同。8，后杠孔去后脚孔分墨二寸七分。即后杠孔到后轮孔的距离是7.8cm。9，后载克去后

5、杠孔分墨四寸五分。即后车梁到后杠孔的距离是10.4cm。10，后杠与等版方囊二枚，厚八分，长二尺七寸，高一尺六寸五分，广一尺六寸。每枚受米二斛三斗。即后杠和大小形状相同的木箱都是两个，粮厢木板的厚度是1.8cm，长是62.1cm，高度是38cm。宽度是36.8cm,每个木箱装粮是140斤。11，从上杠孔去肋下七寸，前后同。即从上杠孔到肋下的尺寸是16cm，前后尺寸相同。12，上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸，孔长一寸五分，广七分，八孔同。即上杠孔到下杠孔的距离是30cm，孔的长度是3.4cm，宽1.6cm.车身

6、上有八个这样尺寸的铆孔。13，前后四脚，广二寸，厚一寸五分，形制如象。靬长四寸，径面四寸三分。即前后四个车轮，轮辋宽4.6cm，厚3.5cm，大体形状看上去有象的样子。车轮用干牛皮包裹。牛皮长9.2cm,宽10cm（包含秘密）。14，孔径中三角杠，长二尺一寸，广一寸五分，厚一寸四分，同杠耳。方孔中的三角杠长度是48.3cm，宽3.5cm，厚3.2cm，同其它的杠一样啊！通过计算，前杠到后杠的距离是35cm，而粮厢的宽度是36.8cm，两者最少相差1.8cm，也就是说这样的尺寸是放不下粮厢的！于是我设想将前

7、后杠各去掉一个角，粮厢从上往下正好顺着凹槽放下来，这样粮厢纹丝不动，当然就稳定牢固了(这种设计我的木匠大叔并不认可)。流马的力学结构破解后，我找到本村技艺精湛的木匠大叔为我制造流马。当我把车轮的设想告诉他时，得到了他的首肯！我对他说四个车轮的尺寸比较小，可能是将柔韧木材用火处理后再弯曲成圆状做成车辋。木匠大叔说正确！你上中学没学过荀子的《劝学篇》？“木直中绳，輮以为轮，其曲中规！”奥，我怎么给忘了！于是木匠大叔从此开始了制造工作。在制造过程中，木匠大叔不断重复前后杠用“刻槽”法不符合木工技术规范.果然出问

8、题了!由于三角杠的作用是利用三角形的稳固性来加固车厢，三角杠与前后杠以及上下杠的长度就要符合“勾股定理”。三角杠的长度是不能动的即48.3cm，由于刻槽的错误，导致上杠必须上移，这样一来就破坏了前后杠的榫头！我还在纳闷之间，木匠大叔将前后杠内外翻转，将杠的外边榫就变成了内边榫，而从正面看前后杠的尺寸位置一点也没变！！而从车的正上方往下看，流马的框架结构正好给粮厢留出了位置。关键时刻木匠大叔的木工技术起了作用！帮我解决了一个流马