我们通常把这个土坡称作斜面。斜面既不是什么机械,也不是什么了不起的发明,只是运用了它本来的外形特征而已。
可是,神奇的是,如果通过斜面来举起物体,就会省很大的力气,好像是骗过地球的引力将物体轻松地举起一般。
不管直接将石头举起,还是利用斜面将石头举起,石头本身的重量都是不会改变的,地球对石头的引力也是不会改变的。但是,如果在斜面上将石头向上滚动,感觉上石头就会变得轻了很多,用的力气也会减少。
其实,从很早很早以前,人们就学会了利用斜面搬运物体的方法。在距今大约4000~5000年前,埃及人建造了巨大的金字塔,他们需要将无数巨大的石头运到高处,在那个时候,既没有起重机,也没有电梯,人们很可能就是利用土坡堆成的斜面,将大石头运到高处的。
在斜面上推高物体,为什么用力较少?
对我们来说,将石头直接举起和利用斜坡将其抬高是两件不同的事情。但是,对于科学家们而言,二者之间却没有什么区别。因为无论是将石头直接举起,还是滚动到斜坡上将其间接举起,最终都是上升到了同样的高度。在科学中,并不考虑费力的多少,而是称为做了相同的“功”。
在物理学中,我们通过推、拉、举等动作,对一个物体施加力,并使其发生运动,叫做对这个物体用“功”。
比如说,你背起弟弟是在做功(这是非常好的功);你和别人吵架的时候,从后边推倒他,也是在做功(这个功可就不好了);我们用勺子吃饭是在做功;把糖块送到嘴里也是在做功……
这里说的“做功”,指的可不是爸爸妈妈在努力地工作。这里说到的功,是物理学中的一个概念。我们生活中的每一天,都会做各种各样不同的功。
但是,如果你只是将椅子举在头顶(假设是别人帮你把椅子举起来的),这个过程就不算是做功。虽然你双手举着椅子,感到非常累,但是对椅子来说,你做的却不是功。不管你举多长时间,或者举着比椅子还要重的大石块,你所做的仍然不算是在做功。因为在物理学中,只有我们举起椅子,并使它的位置发生变化的时候,才能算是对它做功。而且,我们还可以计算出所做的功的大小。只要用椅子的重量乘以椅子位置变化的距离即可。