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哪些古代玩具蘊涵物理知識?

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唐代被中香爐
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銀熏球

銀熏球是由西漢時的「被中香爐」發展而成,它的原理與近代回轉器相似。古人有焚香除臭、燻煙滅蟲的習慣。將香草置於熏爐內燃燒,熏爐置於被褥內,晚寢時便有清香感覺。據史載,這種習慣始於西周時期。使用香熏爐須格外小心,否則將引起火災。西漢時,長安巧工丁緩發明「被中香爐」,不單解除了可能引致火災的危險,而且也是科學史上一大創造。

 

不倒翁

隋唐時期,或許由於飲酒之風盛行,人們製作了一種勸人喝酒的玩具,經匠心雕刻的木頭人,稱為「酒鬍子」,將它置於瓷盤之中,俯仰旋轉、緩急由人。「酒鬍子」也有紙製作的:「糊紙作醉漢狀,虛其中而實其底,雖按捺而旋轉不倒也。」現在稱這些玩具為不倒翁。另一種勸酒器,雖稱不倒翁,但轉動搖擺後最終會倒下,並且指向某人或倒向某人,某人當飲酒。

 

陀螺

兒童對玩陀螺極感興趣,當用鞭繩抽打陀螺時,陀螺在地面上運動令人樂趣無窮。它在某一錐面上作回轉運動,稱為進動,又繞着自己的中心軸作自轉運動;同時,在進動運動的附近作極小輻度的抖動,稱為章動。如果抽打得法,陀螺快速運動之後,就斜立在地面上而不會倒下,每次回轉的途徑實際上也不相同。

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陀螺的運動
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風箏

中國人發明的風箏被世界航空史界公認為最早的飛行器。風箏,初名為紙鳶、紙鷂、風鳶,形狀似鳥。它在空中飛行受到三種力的作用:重力、空氣動力和拉線張力。稍有氣流,它就上升。放風箏者常拉緊線奔跑,借助相對氣流運動使之飄浮升空。無風時,它因重力而下降。風箏飛行是沿一大圓弧運動,拉線之長即其運動軌道的半徑。它與飛機相似之處是,都有羽翼,靠氣流浮力上升。當然,飛機尚有機械動力的作用。風箏的發明是與軍事通訊密切相關,後成為宮中娛樂,至於成為平民百姓,尤其是兒童玩物,那是後來的事了。

 

竹蜻蜓

東晉的學者葛洪發明的「飛車」後來稱為「竹蜻蜓」,它是直升旋翼和飛機螺旋槳的始祖。它的主要部件是一個加工成斜面或彎曲面的薄竹片。薄竹片類似向下吹風的風扇葉。竹片中央榫接一根直立軸,將繩帶以類似木工用的弓鑽方式絞扭在立軸上,拉動繩帶,竹片急速旋轉。旋轉着的竹片借其彎曲面造成的氣流而急速上升。葛洪的「飛車」後來成為兒童喜好的玩具。它傳到歐洲後,被稱為「中國陀螺」,並引起了早期航空實驗家的注意。他們紛紛仿造竹蜻蜓,並由此引發了直升機旋翼和螺旋槳的設計構想。

Last updated:
2019-11-19

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