【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學基礎(chǔ)自學內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。

第十一章簡單機械

【山話||? 本篇專欄中的力單位達因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤，如今是不允許的，力是不能使用公斤為單位的】?

§11-1機械的功的原理

【01】我們在日常生活和生產(chǎn)勞動中，隨時隨地都要用到機械。例如，從木頭里面拔出釘子要用鎯頭【山注||? 今作“榔頭”】，裁衣服要用剪刀，買菜要用秤，吊重物到高處要用滑輪等等。一切可以用來改變力的大小和方向的裝置，都叫做機械。利用機械可以大大地減輕人類繁重的體力勞動，還可以使工作進行得更為迅速和更為精確。

【02】機械的種類一般是比較復雜的，例如縫紉機、起重機、火車頭、拖拉機等?？墒?，不論它們怎樣復雜，總是由有限的幾種最簡單和最基本的機械組合起來的。有關(guān)簡單機械的知識，是一切機械的基本知識。為了更好地掌握各式各樣的生產(chǎn)工具，就需要了解有關(guān)簡單機械的原理。

【03】任何機械，不論是簡單的或者是復雜的，在工作時，總要受到兩種力的作用：一種是推動機械的力，叫做動力；另一種是阻礙機械運動的力，叫做阻力。例如在圖11·1中，用滑輪提重物時，F(xiàn) 就是動力，P 就是阻力。

【04】動力可以是人力，也可以是畜力、風力、水力、蒸汽壓力等等。阻力除了我們要克服的有用阻力（如圖11·1中的 P ）之外，還有一些不可避免的無用阻力。無用阻力主要是指機械各部分之間的摩擦力（如繩子與滑輪之間、滑輪與軸之間的摩擦力等）和機械本身的重量（如滑輪的重量等）。為了討論方便起見，我們先不考慮無用阻力。

【05】動力在推動機械的時候，對機械做功，這叫做動力功；機械在動作過程中，又克服阻力做功，這叫做阻力功。我們現(xiàn)在來討論動力功和阻力功之間的關(guān)系。

【06】用杠桿為例，如圖11·2所示，在一根輕的杠桿的短臂上懸掛著一個重物 P（阻力）。為了要舉起重物，在杠桿的長臂上用手加上一個豎直向下的力 F（動力），使杠桿勻速地轉(zhuǎn)過一個角度，也就是勻速地舉起了重物 P? 。

【07】從實驗知道，當杠桿勻速地舉起阻力 P 時，動力 F 與阻力 P 的比值，等于 P 的力臂 L? 與 F 的力臂 L? 的比值，即：。

【08】再從圖11·3可以看出，由于畫著斜線的兩個三角形相似，即得。所以，或? 。

【09】Fh? 是動力 F 對杠桿所做的功，即動力功；Ph? 是杠桿克服阻力所做的功，即阻力功。從上式知道，這兩個功相等，即動力功等于阻力功。

【10】所以使用杠桿并不能省功。這個道理，對于隨便哪一種簡單或復雜的機械來講，都已經(jīng)證明是完全正確的。因此，我們就得到一個重要的結(jié)論：利用任何機械都不能省功。這個結(jié)論叫做機械的功的原理。