省功不省力，省力不省功，这就是所谓力学的黄金定律

杠杆“运动支点”非同寻常的不等衡力学效果（二）

4、自行车是既省力又省功的典范、5、充满杠杆智慧的大推磨



省功不省力，省力不省功，这就是所谓力学的黄金定律。这种现象是普遍存在的。但有人把它列入能量守恒的绝对化定律，把本来具有一定科学性的理论僵化凝固化为万古不变涵盖万物的教条。所有的力学现象都以削足适履的方式生搬硬套。笔者已从上面三个方面初步认证并实证了省力又省功的现象。下面谈谈人类一个很伟大的发明----自行车，试分析其省力又省功的原因。

制造工具是人的本质特征，所有的工具机械其实都是人体器官的延伸，人其实就是最原生态的具有内能的工具机械。在同一个内能体的情况下，完成同一个工作任务，选择怎样的工具，如何使用工具，其工作效率效果是不同的。

作为代步工具的自行车，还能承重，电视上曾播放过一个自行车载物之乡的典型现象，一辆自行车竟可以负载三个大衣柜，相当于一辆板车、三轮车的载物体积：载重量有的高达300多公斤，远远超过人体自重。发小力做大功，这些能量从何而来？

自行车是能量？工具是能量？所有的专家和常识家、所有教科书都不曾说过。事实上自行车是人类早期机械非常智慧的产物，今后很可能还是最环保不耗燃油无排放的理想交通工具。过度发展燃油汽车，是社会不可持续发展的败笔。自行车模拟了人两腿交替前进的动作，充分利用了圆轮、轮轴、各种杠杆的机械技术。从杠杆的角度分析，刹车、转向系统的支点除外，仅传动部分就有六个支点。前后轮轴中轴三个支点、牙盘上的两个脚蹬两个支点，座板也是一个承重支点，人坐在上面适当前倾可调整重心利用重力前进。

道路成为机械运动的条件，与车轮同时也构成传动关系，杠杆的绕轴运动与前移运动交替，负责传动的机械支点都在运动，在好的道路上，人蹬两下就可滑行数十米。会骑自行车的人会感到很轻松，因为人的股关节、膝关节、踝关节、脚趾关节都在发挥杠杆支点的作用，人与车高度协调一致。

再以牙盘脚踏为例，脚踏两拐略不同心以便克服死点。两拐力矩略大于牙盘力矩。两拐脚踏支点旋轴的运动轨迹与牙盘外周圆行程同步。而人体运动的驱动行程却小于牙盘外周圆，以人体膝关节为发力计算点，上下移动的距离相当于牙盘直径的来回。圆周长是直径乘以3.14倍，也就是说，由于多支点移动的原因，实际行程只有圆周的2倍。以2倍行程的做功完成了3倍行程的得功，依此计算，当然不等衡，并由此构成省力又省功的理由之一。



5、充满杠杆智慧的大推磨

热功机械发展兴盛以后，许多省力省功的非热功机械都淘汰了，你再怎么省力省功，也只是省的人的内力内功，只要马达一转，人力就完全解放了，反正是机器出力人不流汗。受人们认识的局限，现行的热功机器都是省力不省功、省功不省力的，在省力上占了便宜，在运动距离上一定要吃亏。可不曾想，过度消耗燃油，造成了当今的能源危机和环境污染。

一种大推磨，很费力的，如果用一要长杠杆沿着磨子推，省力是省力，可是沿着大力臂跑，在运动距离上确实吃亏。我们的先人古人聪明地采用了一种方式，既使用大力臂省力，又可以不跑动，上空悬吊一个支点，用一个长杠杆，一头受力臂用旋轴运动支点连接大推磨，大力臂握在手中，只要前后运动，一般人力推不动的大磨子，就可以较轻松的转动起来。既省力又省功。

这个大推磨的奥妙之处，就在于悬空的活动支点，这个支点可以灵活地前后左右四处移动，使每一回合的运动行程相应减少。前推一次的行程小于大推磨直径，回拉一次的行程仍然小于大推磨直径。

我们可以把运用铁锨活把的计算式和自行车曲拐脚踏的计算式结合起来计算，这种大推磨是如何省力省功的。

我们的试验表明，用一直行滑轨加一悬轴支点，共做圆周运动，滑轨的直行距离实际小于圆的直径，往返一次的行程小于2倍直径。用一直行滑轨加一定轴支点，共做圆周运动，滑轨的直行距离实际等于圆的直径，往返一次的行程相当于2倍直径。用2/3行程完成了3/3的行程的功，还不费力。大推磨大杠杆非但不费力，还很省力。你说智慧不智慧。生活中省力省功的现象是不少的，遗憾的是当代学术智叟们唯辞典是从，太缺乏科学的愚公精神。