如何認(rèn)識(shí)弓:弓的本身
弓作為人類長(zhǎng)期以來(lái)生產(chǎn)生活中重要的一環(huán),幾乎伴隨了人類的文明史。眾所周知,人類的天賦集中在丟石頭和燒開(kāi)水上,而科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)展大體可以歸類為把石頭丟得更準(zhǔn)、更遠(yuǎn)、更大和更快更好地?zé)_(kāi)水上。弓的發(fā)明作為人類丟石頭技術(shù)的一次飛躍性進(jìn)展,可謂是人類歷史上的重要事件。自然,弓的制作、使用與改進(jìn),也是人類文明曾經(jīng)長(zhǎng)期面對(duì)的重要問(wèn)題。
投石索的發(fā)明讓人類終于不用徒手丟石頭了,而其本質(zhì)是人類掌握了更好地積蓄動(dòng)能的方式
?
弓的原理是利用
彈性材料(弓片)
的
形變
儲(chǔ)存能量,并通過(guò)弓弦的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)箭,將儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為箭的
動(dòng)能
發(fā)射出去。從原理入手,我們可以判斷一下一張好弓應(yīng)該有什么樣的標(biāo)準(zhǔn)。首先,它儲(chǔ)存能量的效率越高越好,這在現(xiàn)在被稱為“
蓄能效率
”,可以定義為“儲(chǔ)存的
能量
/使用時(shí)的拉距對(duì)應(yīng)的
磅數(shù)
”。儲(chǔ)存的能量可以通過(guò)拉力與拉距的函數(shù)關(guān)系積分求得。拉力則可以通過(guò)拉力器測(cè)得。拉距是我們拉滿弓時(shí),箭尾到弓把的距離。
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? 弓作為人類長(zhǎng)期以來(lái)生產(chǎn)生活中重要的一環(huán),幾乎伴隨了人類的文明史。眾所周知,人類的天賦集中在丟石頭和燒開(kāi)水上,而科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)展大體可以歸類為把石頭丟得更準(zhǔn)、更遠(yuǎn)、更大和更快更好地?zé)_(kāi)水上。弓的發(fā)明作為人類丟石頭技術(shù)的一次飛躍性進(jìn)展,可謂是人類歷史上的重要事件。自然,弓的制作、使用與改進(jìn),也是人類文明曾經(jīng)長(zhǎng)期面對(duì)的重要問(wèn)題。
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投石索的發(fā)明讓人類終于不用徒手丟石頭了,而其本質(zhì)是人類掌握了更好地積蓄動(dòng)能的方式
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弓的原理是利用
彈性材料(弓片)
的
形變
儲(chǔ)存能量,并通過(guò)弓弦的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)箭,將儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為箭的
動(dòng)能
發(fā)射出去。從原理入手,我們可以判斷一下一張好弓應(yīng)該有什么樣的標(biāo)準(zhǔn)。首先,它儲(chǔ)存能量的效率越高越好,這在現(xiàn)在被稱為“
蓄能效率
”,可以定義為“儲(chǔ)存的
能量
/使用時(shí)的拉距對(duì)應(yīng)的
磅數(shù)
”。儲(chǔ)存的能量可以通過(guò)拉力與拉距的函數(shù)關(guān)系積分求得。拉力則可以通過(guò)拉力器測(cè)得。拉距是我們拉滿弓時(shí),箭尾到弓把的距離。?
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常見(jiàn)的拉力曲線,橫軸為拉距,單位為毫米,縱軸為拉力,單位為磅。有了這張圖,我們就能確定這把弓的蓄能以及蓄能效率了
?
我們可以通過(guò)一個(gè)例子來(lái)深入了解蓄能效率的定義,以及為什么要定義蓄能效率。
?
Eg1. A弓的使用拉距對(duì)應(yīng)的磅數(shù)為50磅,計(jì)算得其此時(shí)蓄能為40焦耳。B弓的使用拉距對(duì)應(yīng)的磅數(shù)為30磅,計(jì)算得其此時(shí)的蓄能為20焦耳。請(qǐng)問(wèn)哪張弓的蓄能效率更高?
?
很好算是吧,顯然是A弓的蓄能效率更高。這樣,就算弓的磅數(shù)不一樣,我也有了一個(gè)可以判斷他們性能好壞的手段。當(dāng)然,如果你把A,B弓的拉距也取一樣,如都為80cm,那就更好地控制了變量。
?
當(dāng)然,僅僅這一個(gè)指標(biāo)還是完全不足以評(píng)判一張弓的好壞的。蓄能的步驟結(jié)束后,我們還需要把箭給發(fā)射出去,即把
蓄能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,當(dāng)然也是有
能量的損失
的。于是,我們?cè)俣x一個(gè)
轉(zhuǎn)化效率
,即“箭攜帶的
動(dòng)能
/弓
儲(chǔ)存的能量
”。我花了力氣把弓拉開(kāi),儲(chǔ)存了能量到弓片里,自然希望箭能帶走的能量越多越好,所以,轉(zhuǎn)化效率也是越大越好。我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子來(lái)深入理解這一點(diǎn)。
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Eg2.在相同使用拉距下、拉力下,A弓儲(chǔ)存能量40j,發(fā)射后測(cè)量箭攜帶的動(dòng)能為25j。B弓儲(chǔ)存能量為45j,發(fā)射后測(cè)量箭攜帶的動(dòng)能為30j。請(qǐng)問(wèn)哪張弓轉(zhuǎn)化效率高。
?
答案是B弓。
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在了解了現(xiàn)代兩大評(píng)判弓的性能的標(biāo)準(zhǔn)——
蓄能效率
和
轉(zhuǎn)化效率——
之后,我們就可以初步從量化的角度評(píng)判一張弓的好壞了,從而避免那些無(wú)趣的扯皮。而扯皮很讓人煩,所以我們當(dāng)然要避免扯皮了。避免扯皮的方法就是數(shù)學(xué)方法,所以這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非常好用。想做出一張好弓,應(yīng)當(dāng)不違背這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。具體的操作和細(xì)節(jié),我們之后再談。
?
當(dāng)然,最關(guān)鍵的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)還是看這張弓是否能在
當(dāng)時(shí)的條件下滿足當(dāng)時(shí)的目的
,所以還需要了解
時(shí)代背景
以及弓的
設(shè)計(jì)理念
,才能算是完全理解了一張弓包含的故事。弓是人類曾經(jīng)重要的工具,是材料與工藝的結(jié)晶,是戰(zhàn)爭(zhēng)(需求)理念的體現(xiàn)。故其背后的故事,也與材料、工藝以及戰(zhàn)爭(zhēng)(需求)等客觀條件密切相關(guān)。在客觀的制約之下,人類又充分發(fā)揮自己的主觀,創(chuàng)造出了各種各樣的玩意,人類文明正因此而多樣。
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在對(duì)如何評(píng)判弓有了較好的認(rèn)識(shí)之后,我們下一次就來(lái)看看人類歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的弓,以及它們的故事吧。
常見(jiàn)的拉力曲線,橫軸為拉距,單位為毫米,縱軸為拉力,單位為磅。有了這張圖,我們就能確定這把弓的蓄能以及蓄能效率了
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我們可以通過(guò)一個(gè)例子來(lái)深入了解蓄能效率的定義,以及為什么要定義蓄能效率。
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Eg1. A弓的使用拉距對(duì)應(yīng)的磅數(shù)為50磅,計(jì)算得其此時(shí)蓄能為40焦耳。B弓的使用拉距對(duì)應(yīng)的磅數(shù)為30磅,計(jì)算得其此時(shí)的蓄能為20焦耳。請(qǐng)問(wèn)哪張弓的蓄能效率更高?
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很好算是吧,顯然是A弓的蓄能效率更高。這樣,就算弓的磅數(shù)不一樣,我也有了一個(gè)可以判斷他們性能好壞的手段。當(dāng)然,如果你把A,B弓的拉距也取一樣,如都為80cm,那就更好地控制了變量。
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當(dāng)然,僅僅這一個(gè)指標(biāo)還是完全不足以評(píng)判一張弓的好壞的。蓄能的步驟結(jié)束后,我們還需要把箭給發(fā)射出去,即把
蓄能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中,當(dāng)然也是有
能量的損失
的。于是,我們?cè)俣x一個(gè)
轉(zhuǎn)化效率
,即“箭攜帶的
動(dòng)能
/弓
儲(chǔ)存的能量
”。我花了力氣把弓拉開(kāi),儲(chǔ)存了能量到弓片里,自然希望箭能帶走的能量越多越好,所以,轉(zhuǎn)化效率也是越大越好。我們?cè)賮?lái)看一個(gè)例子來(lái)深入理解這一點(diǎn)。
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Eg2.在相同使用拉距下、拉力下,A弓儲(chǔ)存能量40j,發(fā)射后測(cè)量箭攜帶的動(dòng)能為25j。B弓儲(chǔ)存能量為45j,發(fā)射后測(cè)量箭攜帶的動(dòng)能為30j。請(qǐng)問(wèn)哪張弓轉(zhuǎn)化效率高。
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答案是B弓。
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在了解了現(xiàn)代兩大評(píng)判弓的性能的標(biāo)準(zhǔn)——
蓄能效率
和
轉(zhuǎn)化效率——
之后,我們就可以初步從量化的角度評(píng)判一張弓的好壞了,從而避免那些無(wú)趣的扯皮。而扯皮很讓人煩,所以我們當(dāng)然要避免扯皮了。避免扯皮的方法就是數(shù)學(xué)方法,所以這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非常好用。想做出一張好弓,應(yīng)當(dāng)不違背這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。具體的操作和細(xì)節(jié),我們之后再談。
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當(dāng)然,最關(guān)鍵的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)還是看這張弓是否能在
當(dāng)時(shí)的條件下滿足當(dāng)時(shí)的目的
,所以還需要了解
時(shí)代背景
以及弓的
設(shè)計(jì)理念
,才能算是完全理解了一張弓包含的故事。弓是人類曾經(jīng)重要的工具,是材料與工藝的結(jié)晶,是戰(zhàn)爭(zhēng)(需求)理念的體現(xiàn)。故其背后的故事,也與材料、工藝以及戰(zhàn)爭(zhēng)(需求)等客觀條件密切相關(guān)。在客觀的制約之下,人類又充分發(fā)揮自己的主觀,創(chuàng)造出了各種各樣的玩意,人類文明正因此而多樣。
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在對(duì)如何評(píng)判弓有了較好的認(rèn)識(shí)之后,我們下一次就來(lái)看看人類歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的弓,以及它們的故事吧。