用水法检验轮子质量

战国时期以后，车成为交通运输的重要工具。因此，我国古代劳动人民很注意造车的各种工艺，也积累了许多宝贵经验。其中车轮制作的检验方法十分简易、巧妙，又合乎科学道理。

我国古代手工艺专著《考工记》中的《轮人》条专门记述了“ ”（规）、“萭”、“水”、“县”、“量”和“取”六种检验轮子质量的方法，其中“水之，以（视）其平沈（沉）之均”的一法，充分体现了浮力知识的应用。

这种利用水法，来检验轮子质量的具体操作是：把轮子放在水里，看它沉到水面以下的部分是否平正，如果发现哪一方面有偏侧，那就表示这方面的质量太大，应该加以修理。

我们知道，一般木制的轮子，比重都小于水，所有放在水里，总是有一部分沉入水面下，另一部分浮出水面。

如果轮子的质量分布是均匀的，那么它的重心就一定位于它的几何形状的中心。这样的轮子，放在水里，必然是平正而不会倾侧的。因为放下水去的时候如果是倾侧的，浮力的作用点，也就是浮心，就将偏在沉下去较多的一边，这时重力的作用点如作用在几何中心位置上，竖直向上的浮力和竖直向下的重力就形成一个力偶，这个力偶使轮子恢复水平。而当轮子平正地浮在水面上时，重力作用线和浮力作用线刚好重合，浮力与重力就平衡了。

要是轮子的质量分布不均匀，情形恰好相反，这时轮子的重心一定偏在一边。如果它平正地放入水中，浮力的作用点，也就是浮心在正中，浮力和重力这时形成力偶，使轮子较重的一边下沉，较轻的一边上浮。直到重力作用线和浮力作用线重合时为止，轮子才静止。

这样，只要把轮子放进水里，如果轮子平正地浮在水面，就表示它的质量是均匀分布的。如果倾侧，就说明质量分布不均匀，还需要修正。

利用轮子在水中的沉浮来检验轮子各部分质量分布是否均匀，这种方法从实践上看简单易行，从理论上看也是正确合理的。

再值得一提的是，堪称集我国先秦时期应用力学知识之大成的《考工记》，是春秋末年齐国人的著作，也有人认为是战国初年的著作。总之，在公元前 3 世纪已开始流传，这比阿基米德发现浮力原理还要早一个世纪。