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42.轴承与滑轮

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算上孙皓,姜明现在有31名学生,其中有6名女孩,都是聪明伶俐、吃苦耐劳的青少年,又处在适合学习知识的十岁左右年纪,因此学习速度非常快。

数学已经学完了四则运算,正在学习几何的初步知识。物理学习了很多初级知识,主要是简单的自然现象解释,还没有按力、热、声、光、电等课程系统学习,而且热学、电磁学未来几年都用不上。语以识字为主,简体和繁体并用,所以负担重些,当然姜明抄袭了很多寓言故事当作课,所以并不枯燥。

两人来到学校,见李婧柔正在上课,便站在窗外旁听,只听李婧道:“同学们,小马过河的故事告诉我们什么道理呢?”

姜明不在的时间,都是李婧柔、孙欣甜帮忙上课,李婧柔跟在他身边时间最久,数学、语、自然都学到不少,拿着姜明的教案也能应付。

一个小孩举手回答道:“河水深不深,只有自己尝试过才知道,碰到问题要自己试着解决,不应该总找他人帮忙。”

后世很多的寓言故事、成语故事简单直白,又能传递做人的道理,比古代的启蒙课本要活泼很多,小马过河、狼来了都是这样。

下课后,李婧柔见姜明、孙欣甜携手而来,过来问道:“你们怎么来学校了?”

姜明微笑道:“我刚做了一个有意思的东西,将来上课用得上,欣甜也感兴趣,就跟过来一起看看了。”

半个小时后,操场的架子上挂起了一个滑轮组,学生们都盯着这个奇怪的器具,交头接耳,纷纷猜测这是什么。

“孙皓,你去问下老师这是什么呗?”

“为什么你们不去,叫我去问?”

“姜老师是你姐夫啊,好说话。难道你怕了?”

毕竟还是十来岁的少年,被这么一激,孙皓不服气,跑到姜明面前,问道:“老师,这是什么?为什么要挂在横杠上?”

姜明眯眯笑,来到孙皓面前,附耳道:“小皓,这本来是送给你的礼物,今天就先物尽其用,完了再给你哈,大不了晚上再给你做顿好吃的。”

孙皓点点头,也轻声道:“那就这么说定了,今天要吃你说的红烧肉。”

姜明点点头,道:“好!就做红烧肉!”

建好高炉后,姜明让铁匠铸出了铁锅,这个比较容易,做好凹形模具后,里面倒入少量铁水,用凸形模具轻轻挤压下去,铁锅就铸好了。

有了铁锅后,姜明连续几天都亲自下厨,菘菜炒肉、红烧鲤鱼、清炒山菇等各种炒菜送上餐桌,让两位美女赞不绝口,原来姜明自夸厨艺不错,不是吹牛。孙皓更是吃货一个,天天吵着姜明换新菜式。

搞定小舅子后,姜明走到所有学生前面,道:“今天就在操场上给你们上自然课,这个是滑轮组,可以帮我们节省力气,提高日常生产工作的效率。”

其实咱们祖先在战国时期的《墨经》里就有滑轮的记载,不过那时将滑轮称为“挈”,用来改变力的方向。不过古代的滑轮都是用滑动轴承,到元朝时期,郭守敬的浑仪在两环之间安装了四个小圆柱体,构成滚子支承,这种结构与近代“滚柱轴承”减少摩擦阻力的原理相同,这可以说是原始的滚动轴承。

清末的洋务远动对中国机械工业的发展起了一定的作用,对轴承制造也有影响。在瑞典SKF轴承展览馆里有一套中国清代的轴承,制造精细,套圈、保持架、滚子都和现代的轴承极为相似。

有学生举手,问道:“请问老师,这个怎么使用呢?”

姜明反问道:“小柱,你能抬起旁边那块石头吗?”

小柱摇摇头,那石头他试过,一个人确实抬不起来。

姜明将那石头移到滑轮组下面,用绳子绑好,然后将另一头的绳子给小柱,道:“你现在用力拉绳子,看石头能不能起来?”

在所有人震惊的目光中,石头缓缓升了起来,而看小柱,一幅不怎么费力的样子。小柱也一幅难以致信的表情,差点怀疑自己神鬼附体了?

看着大家惊讶的表情,姜明道:“这就是滑轮的精妙所在,让一个人拉起正常情况下举不动的重物。比方用到建造城墙的工程中,就可以用滑轮组将砖搬运到城墙上,从而省去大量挑砖的人。”

现在这个滑轮还不能让姜明满意,铜制的轴承承重力不够,保持架也不够稳固。但铸造钢制的轴承零件并不容易,首先,石膏模具不能承受铁水的高温,而泥模需要又时间阴干;其次,铸造钢铁滚珠也比较难,很难做成标准的球形,后世钢珠都是冲压成形;最后,保持架只能用铜来铸造,限制了轴承的承重能力。

最让姜明头疼的还是钢珠和保持架,现在利用铸造和人工打磨,可以造出粗制的轴承。要想造出比较精密的轴承,只能等以后造出液压机、再冲压成形才行。

孙皓问道:“老师,那为什么用滑轮可以省力呢?”其它人也是一幅求知若渴的表情。

姜明指着滑轮组道:“上面这个是定滑轮,它是不会移动的,下面这个是动滑轮,当你在收放绳子的时候,它就在上下移动。”

众人点点头,姜明又指着上面的绳子,继续道:“注意到了吗?当你们在拉绳子的时候,相当于动滑轮的两根绳子在拉石头,所以每根绳子只承受了石头一半的重量。小柱一个人搬不动石头,两个小柱还不能吗?”

柱子点头道:“两个小柱肯定抬得起石头。”

姜明笑了笑,道:“很好,滑轮组可以让多根绳子同时拉重物,所以才能省力。今天的先演示到这里,你们都去试一试吧!接下来的自然课,咱们会开始讲力学。”

打发学生去实验滑轮组后,姜明来到两位美女身边,道:“二位认为今天的课怎么样?”

李婧柔道:“姜兄的自然课总是别开生面,不仅知识新颖,教学方式也很特别,强调知行合一,妾身学习了。”

孙欣甜道:“这就是你要送给小皓的礼物吗?看上去还挺有趣的。”

听了美女夸奖,姜明刚想调侃两句,这个时候亲兵来报,说蒋七已到督军府,有事向督军大人禀报。

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