力学知识的产生和应用

这时车辆的制造已很进步，已有运用杠杆的天平来称重量，也有运用杠杆的桔槔来汲水灌田，又有运用滑车来起重的。随着农业、手工业和城市建筑业的发展，力学也就发展起来了。

当时手工业工人在车轮的制造中已注意到滚动摩擦问题。《考工记·轮人》很细致地谈到制造车轮的要求，认为观察车辆必须先从“载于地”的“轮” 开始，轮的制造“欲其朴属而微至”。所谓“朴属”就是牢固，所谓“微至” 是说轮子和地面的接触面微小。所以要求“微至”，是为了求其滚动快速。因为“不微至，无以为戚速也”。“戚速”就是“快速”的意思。这里提出了滚动物体（轮子）的滚动速度和滚动物体接触面积的多寡关系，认为接触面微小则滚动快速。怎样能达到“微至”呢？《考工记》说：“欲其微至也， 无所取之，取诸圜也。”就是说没有别的办法，只有做得正圆才能使得接触面微小。这是有关滚动摩擦理论的萌芽。

当时手工业工人已懂得利用水的浮力来检查木材的质量是否均匀。《考工记·轮人》说：“揉辐必齐，平沈必均。”这是说三十条车辐制成后，必须放在水中测量它们的浮沉程度是否一致，浮沉程度务求一致，各条车辐的质量才算均匀。等到车轮全部制成后，还必须把整个轮子放到水中测量，再一次检查轮子各部分的质量是否均匀，“水之以眂其平沈之均也”。这是利用水的浮力来检验木材质量是否均匀。

这种检验办法，不但应用于造轮子，也还应用于造箭干。《考工记·矢人》说：

参（三）分其长，而杀其一；五分其长，而羽其一。以其笴厚，为之羽深。水之以辨其阴阳，夹其阴阳以设其比，夹其比以设其羽。参（三）分其羽，以设其刃，则虽有疾风，亦弗之能惮矣。

这段话叙述了箭干制作的全部工艺过程。“笴”是箭干，“比”是箭干

末端扣住弓弦的义形的“栝”，“刃”是有锋刃的箭头。这是说：

先要把箭干前部三分之一削好准备装箭头，再把后部五分之一做好准备装配羽毛，要根据箭干的厚薄，来决定装配羽毛的深浅，而关键在于用水来测量。要把按比例制作好的箭于投入一定装置的水中，测定它的沉和浮的部分（辨其阴阳），根据测定的情况来装置箭干末端的“比”，按照“比”的

装置情况在周围装配羽毛，根据装配羽毛部分长度的三分之一来装配有锋刃的箭头。这样根据箭干在水中沉浮的程度来观测其各部分的比重，再具体地装置“比”和“羽”，这在当时是一种科学的办法。这样发射时即使遇到大风，仍然能使箭的运动保持稳定性。这里表明当时手工业工人已经认识到在空气中运动的物体，要使它运动保持稳定，这个物体的各部分的制作必须依照一定的轻重比例。《考工记·矢人》又说：

前弱则俛，后弱则翔，中弱则纤，中强则扬，羽丰则迟，羽杀则■。 这是说：箭干前轻（“弱”）或后轻会影响箭飞行的高（“翔”）低（“俛”），

中部轻或重会影响箭飞行的稳定性，使得飞行曲折（“迂”）或高飞（“扬”）， 羽毛装配的多少也影响飞行速度和稳定性，羽毛太多则飞行速度缓慢，羽毛太少则飞行不准而斜向旁边（“■”）。从此可见，当时劳动人民从箭在空中的飞行情况中，摸索到空气中飞行物体的各部比重和物体运动以及空气中阻力的关系。这是有关空气力学的萌芽。

《考工记·辀人》还讲到：“马力既竭，辀犹能一取焉。”这是说，马已经用尽力气，不再对车施加拉力而停止前进，但车还能向前跑一段路。这是惯性现象的较早记载。