科技世界之最:最早关于杠杆平衡问题的论述——墨经

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科技世界之最:最早关于杠杆平衡问题的论述——墨经

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适合年龄:3~5岁 。难易程度:中级 。
科技世界之最:最早关于杠杆平衡问题的论述——墨经

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世界上最早论述杠杆平衡问题的记载见于我国战国中后期(公元前4世纪左右)的《墨经》 。
《墨经》在论述衡器一类的杠杆平衡问题时,将杠杆支点的一边叫作“本”(重臂),另一边叫作“标”(力臂) 。书中写道:“衡,加重于其一旁,必垂,权(秤锤),重相若也 。相衡,则本短标长 。两加焉,重相若,则标必下 。…长、重者下,短、轻者上 。”就是说,如果杠杆的两边处于平衡状态下(即“权、重相若”),加重物于一端,靠重物的一边必定下垂 。要使两边平衡,就要缩短靠重物一边的距离(即“本短”),增长靠秤锤一边的距离(即“标长”) 。在这种情况下,两边再加上相同的重量,那么靠秤锤的一边就会重下来(即“两加焉,重相若,则标必下”) 。总而言之,在杠杆上,长和重的一边往下垂,短和轻的一边往上翘(即“长、重者下,短、轻者上 。”)
《墨经》科学地指出杠杆的平衡不但取决于加在两端的重量,还与支点两边距离的长短有关 。这就涉及到力学上所说的力臂和重臂的问题,从而实际上提出了力矩的概念 。《墨经》对杠杆的平衡问题虽然没有明确的定量关系的总结,但其基本原理同公元前3世纪希腊学者阿基米德所发现的杠杆原理是完全一致的,而且在时间上要比阿基米德早 。