皇家书院,“格物工坊”。晨光透过高窗,洒在宽大的工作檯上,映照著整齐摆放的工具和材料。

空气中瀰漫著新木料和桐油的清香。

二十余名身著靛蓝儒衫的学童,围坐在工作檯旁,目光灼灼地盯著讲台。

林臻一身玄色常服,身姿挺拔,楚惜灵静立其侧,靛蓝薄纱褙子衬得她清冷如月。

讲台上,摆放著几件奇特的物件:一架精巧的黄铜天平秤,一根光滑的硬木撬棍,一组带有支架的滑轮装置,还有几块大小不一的石头。

“今日讲槓桿。”林臻声音沉稳,穿透工坊的寂静。他拿起那根硬木撬棍,置於台面,“此物名撬棍。可撬动重物。”

学童们屏息凝神。

“槓桿有三点。”林臻指尖点著撬棍,“支点力点重点。”

他取过一块拳头大的石头,压在撬棍一端(重点)。手指按在撬棍另一端(力点)。撬棍中央垫著一块小木块(支点)。

“力点施力重点受力支点支撑。”林臻讲解,“力点距支点远则省力。近则费力。”

他手指轻轻下压。只见那沉重的石头,竟被轻易撬起。

“哇!”学童们发出压抑的惊呼,眼睛瞪得溜圆。

“李虎来试。”林臻道。

李虎兴奋地跑上前,学著林臻的样子,手指用力下压。石头纹丝不动。

“用力。”林臻道。

李虎憋红了脸,使出吃奶的力气,石头才微微晃动。

“为何本王轻鬆你费力。”林臻问。

“殿下力气大。”李虎挠头。

“非也。”林臻摇头,“看支点位置。”

他示意李虎將支点木块向重点方向挪近半尺。

“再试。”林臻道。

李虎再次下压,这次只用了刚才一半的力气,石头便被撬起。

“咦!真的省力了!”李虎惊喜道。

“王睿可知为何。”林臻问。

王睿眼睛发亮:“力点距支点远了。力臂长了。故省力。”

“善。”林臻頷首,“力臂越长越省力。此乃槓桿省力原理。”

学童们恍然大悟,纷纷点头。

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“现在分组实践。”林臻道,“每组一根撬棍一块支点木一块大石。目標用最省力撬起石头。”

学童们立刻分组行动。李虎、王睿、赵婉儿、周平一组。他们领到一根撬棍,一块沉重的青石,和一块可移动的支点木。

“快!把支点木挪远点!”李虎迫不及待地指挥。

“等等。”王睿拦住他,“支点木挪远,力臂是长了,但撬棍可能够不著石头。得先找准支点位置。”

“对。”赵婉儿点头,指著青石底部,“支点要垫在石头下面边缘。”

周平连忙將支点木塞到青石边缘下方。

“我来按!”李虎抢著握住撬棍末端(力点),用力下压。青石微微晃动,却没被撬起。

“不行太重了。”李虎喘气。

“支点再往外挪一点。”王睿观察著,“力臂还不够长。”

周平將支点木向外挪了半寸。

“再试。”王睿道。

李虎再次用力,青石被撬起一个小角度。

“动了动了!”赵婉儿拍手。

“还不够高。”王睿皱眉,“支点再挪。”

支点木又向外挪了半寸。这次,李虎稍一用力,青石便被轻鬆撬起一个明显的角度。

“成功了!”四人欢呼。

其他组也陆续成功,工坊內响起此起彼伏的欢呼声和撬棍落地的“砰砰”声。孩子们兴奋地比较著谁的石头大,谁用的力气小,对槓桿的神奇力量惊嘆不已。

实践完毕,林臻走到滑轮组前。

“槓桿可省力亦可变向。”他指著滑轮组,“此乃定滑轮动滑轮。”

他演示:將绳子绕过定滑轮,一端系上重物,另一端拉动。重物上升,但拉力方向改变。

“定滑轮不省力只改变方向。”林臻道。

他又將绳子绕过动滑轮,一端固定,另一端拉动。

拉动绳子,动滑轮带著重物上升。

“动滑轮可省力约一半。”林臻道,“因重物由两股绳子分担。”

“那用两个滑轮呢。”王睿敏锐地问。

“可组合。”林臻將定滑轮和动滑轮组合成滑轮组,绳子依次绕过。拉动绳子,重物轻鬆上升。

“哇!更省力了!”学童们惊嘆。

“滑轮组绳股数越多越省力。”林臻总结,“然绳越长拉动距离越远。”

“省力费距离。”王睿立刻领悟。

“善。”林臻讚许。

最后,林臻走到天平秤前。

“此乃天平。”他道,“特殊槓桿等臂支点居中。”

他在天平两端托盘各放一枚铜钱。天平平衡。

“两端重量相等。”林臻道。

“那放两枚呢。”李虎问。

林臻在左盘加一枚铜钱。左盘下沉。

“左重右轻。”赵婉儿道。

“如何平衡。”林臻问。

“右盘加一枚。”周平道。

林臻在右盘加一枚铜钱。

天平恢復平衡。

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