藉车为什么没有得到好评，也很好理解了：因为它的杠杆自重太大。又长又粗的一根树干，多半还得是硬木的，显然会很重，也就浪费了很多能量。现在姜海涛用的是空心竹竿，效率应该能比藉车高。

不过这根长2丈的抛杆到底会消耗多少能量，或者说这一根抛杆相当于多少斤的射弹，姜海涛就不知道怎么计算了。他只能凭理论知识判断：抛杆越重或者越长，都会增加这个数值。现在只是一台实验型的抛石车，姜海涛没打算用它扔重物，因此只用了一根竹杆，重10斤。他准备实验成功后，再根据需要，用多根竹竿绑成一根大型抛杆。射弹则是用石头造的，重量从1斤到10斤共十档，都经过了仔细的敲打和称重，而且1、2斤的石弹居多。

姜海涛本来还想把整个抛石车做小点，但考虑到人体的高度，还有抛杆向后倒下以后的倾斜，整个支架矮不了，必须得1.5丈高。

这么一台实验型抛石车，建造过程只用了一整天。随后他们就立刻在工场内展开了实验。

首先当然是只用一个人拉绳，而且没放石弹，看各个部是不是正常。但是没拉几下，姜海涛就感觉自己遗漏了一个问题——人拉动绳索的力到底是多大？而且这个力看起来并不固定，会有变化。虽然拉动的距离固定，但拉力的大小如果不固定，提供的能量也就不同，石弹的落点会有区别。以后拉绳的人一多，这个问题恐怕会很明显，造成抛石车的准头很差啊！

姜海涛立刻改变策略。他首先利用滑轮装置，测量了一下大家拉绳时的力量，果然区别很大。力大者，慢慢拉，拉力能达到400多斤；力小者，快速拉，就只有100斤了。就算同一个人，拉快拉慢时的拉力大小居然也能相差一倍。最后姜海涛决定用测量结果最集中一个平均值，150斤作为标准，当做一个人的标准拉力。抛石车上还可以用一个重物代替人拉，形成两种使用方法：拉绳式，配重式。

至于拉绳的位置，姜海涛暂时确定在距离轴2尺处，而且把前面那多出的1尺锯掉了。因为拉动几次后他们就发现，杠杆的前面留那么长没用：挂重物时下落距离长，结果重物会撞到地面；人拉时移动距离太长，胳膊感觉很不方便，后面基本使不上劲。

确定拉力标准后，姜海涛决定首先实验配重式，于是在拉杆这一头挂上了150斤重物。

工匠们随后把抛杆拉下来。它的顶端增加了一个青铜环，一个插销穿过它以后插在木架后腿上的一个木环上。这就是一个简单的击发机构。抛杆顶端的篾筐里被放进一个1斤重的石弹。拉开插销，重物就压着杠杆旋转，把第一发石弹顺利抛出，大概有10多步远。井立刻带着几个人测出准确距离，10.93步，然后记录下来。几次抛射，石弹都几乎落在同一个位置，平均结果为10.9步。

随后姜海涛命令放一个2斤石弹，测出的结果为8.2步。后面的3斤、4斤、5斤石弹，自然是越扔越近。到6斤石弹时，只能飞出去2步了，几乎要砸到前面的重物。

工匠们对姜海涛这样增加石弹重量很不理解，因为它们明摆着不可能比10步远，有什么意义？姜海涛告诉他们，这么近的抛射距离虽然没有实用价值，但是把数据记录下来后，就有可能从其中找出一些规律；而找到规律后，他们就能更好地设计抛石车，也更容易瞄准。虽然没有完全理解姜海涛所说的，但工匠们还是按照他的要求，又把重物增加一倍，达到300斤，再轮流抛射那些不同重量的石弹。

为了安全，姜海涛决定从大石弹开始，先抛10斤的。大家很快就发现这对一根竹竿来说重了点，弯曲得比较厉害。虽然竹竿弹性不错，还是能把石弹按照最大射角抛出去，飞了7.1步，但豫警告说它随时可能断裂。于是大家减少了在重弹情况下的实验次数，一般只抛两次，等减小到7斤时才抛上十来次。

随后用450斤重物，石弹加速更快，竹竿的负荷也明显更重，于是他们对7斤以上的只抛一次，5斤以下才敢多抛几次。而且当石弹减轻到4斤时，射程已经达到29.1步，工场里的场地快要不够了。于是大家把抛石车搬到了工场北面那条穿过树林的土路上，顺便换了一根新竹竿，调平后继续进行实验。

当重物增加到600斤时，最小的1斤石弹已经可以抛出59.9步。不过这时候，竹竿两端的负荷很重了。拉杆这头，600斤重物虽然看起来还没到竹竿的强度极限，但这是挂在2尺处。很多人都认为再往外挂，竹竿就承受不起，很容易产生裂纹。重物增加到750斤，看起来也不安全。而抛杆那头的危险更大，因为它在抛射时加速度更快，弯曲得更加明显。姜海涛也不希望竹竿的变形影响实验结果，于是宣布暂停实验。

大家以为要收拾东西回去，但没想到姜海涛没完，让大家把重物卸下来后，换成人来拉绳。

首先是一个人抛1斤石弹。姜海涛特意选了一位在前面的测试中拉力最靠近150斤的工匠。虽然他抛出的石弹落点更散，但却都要比用150斤重物抛出的10.9步远，平均达到了11.6步。换到2人、3人后，也都有增长。最后到4人拉绳时，1斤石弹平均飞出了74.7步远，比600斤重物远了十多步！

姜海涛对这个结果感到很奇怪，心想是不是这四个人的拉力超过了600斤，达到了700多斤？他赶紧让人把滑轮桌搬过来，用重物测量他们的拉力。结果试了多次以后，这四位工匠都告诉他，拉600斤重物时的感觉和拉抛石车时更像，拉700斤时明显重了。也就是说，他们都认为自己提供的拉力就是600斤，不到700斤。

难道是人拉绳，比用重物效率高？

姜海涛看看滑轮两端的四名工匠和重物，又看看立在一旁的抛石车，还有堆在一旁的重物。他又把重物测了一下，确实600斤。挂到抛石车上，1斤石弹还是只飞出60步。这时姜海涛朦胧地感觉到问题似乎出在哪里，于是让工匠们把重物减轻到300斤，同时派俩人拉绳。这一下平均抛出67.7步，他也找到了原因。

配重式抛石车，它提供的能量就是从高到低的势能。但是这个势能不仅转换成石弹、抛杆的动能，还有一部份转换成重物的动能。拉绳式抛石车，它的能量来源于人的胳膊拉力，乘上拉动的距离。这个距离和配重式的重物下落距离一样，拉力大小如果和重物的重量一样，提供的能量就是一样的。但是它最后不需要变成重物的动能，效率自然要比配重式高。

姜海涛还以此得出结论：以后重物越重，比如7500斤，效率将比50个人的拉绳式更低，差距更明显。这么看来，拉绳式虽然不如配重式准确，但射程恐怕会普遍更高。想到效率，他又想起了之前设计十弓车弩、砲弩时，计算过它们的能量转换效率。于是他在这里也试着算了算。

2尺长的拉杆，重物下落的距离是2.828尺，因此150斤重物提供的能量为424.2斤尺，再乘以重力加速度。石弹的动能呢？通过公式推导，他已经知道这个动能为石弹质量乘上最大射程，除以2，再乘重力加速度。现在重力加速度是多少不知道，但不影响他计算效率，因为两个能量数据一除，重力加速度被约去了。比如抛1斤石弹时的效率这样算：1斤10.9步÷2÷424.2斤尺＝10.9斤步÷848.4斤尺＝65.4斤尺÷848.4斤尺＝0.07709。

怎么这么低？再算600斤重物的情况，重物下落的能量为1696.8斤尺，各种石弹的效率是：1斤石弹59.9步，结果0.1059；2斤石弹51.8步，0.1832；5斤石弹35.9步，0.3174；10斤石弹22.2步，0.3925。怎么石弹变重后，效率会明显提高呢？

为什么会这样？重物的势能，经过抛石车转化成了石弹的动能、重物的动能，还有抛杆的动能。对！多半是后面那个抛杆的动能在作怪。姜海涛立刻找了一大块平地，仔细分析实验中的数据。

记录在竹简上的各种测量数据被他汇总到一起，抄写到一些竹简上，排列成一个表。横排是弹的重量，从1斤到10斤；竖向按照重物的重量排列，150、300、450、600斤各一排。一共36个射程数据，从2步到59.9步，姜海涛仔细看了半天，还不时在地上算一算。

按道理来说，重物增加多少倍，意味着输入的能量增加多少倍，石弹的射程也应该增加相应倍数。但是看了半天数据后，姜海涛发现当重物增加一倍时，射程提高的幅度都超过一倍。比如抛1斤石弹，人数从1增加到4，或者重物从150增加到600后，射程提高到原来的6倍左右。而抛5斤石弹时，提高的幅度居然超过10倍！这究竟什么原因，他怎么也想不明白。

不过抛杆浪费了多少能量，姜海涛从数据表中看出了一点端倪。150斤重物下，1斤石弹射程10.9步，而300斤重物下的7斤石弹射程11步；300斤重物下1斤石弹射程29步，600斤重物下7斤石弹29.2步。姜海涛由此判断：这根2丈长的抛杆，大约相当于5斤重的石弹，是不会飞出去的“废重量”！也就是说，当他们抛射1斤石弹时，实际上是在用一个没有自重的理想杠杆，抛射6斤的东西；抛7斤石弹时，是在用理想杠杆抛12斤东西。

这个结论让姜海涛很惊讶。现在抛射的石弹，最重才到10斤，而且这边的重物只有600斤，相当于4个人拉绳。虽然1斤石弹可以飞50多步远，但这么轻的石头基本没有杀伤力，距离也不算远，还不如一把普通弓箭。普通的7、8斤累石用这一根竹竿的抛杆，只能抛26～29步远，根本没用。因此要造能实用的抛石车，必然要增加好几倍重物，或者几十人拉绳。这时要想保证结实与坚固，可能要把抛杆的重量增加好几倍。可是现在这一根10斤重的抛杆，就相当于5斤“废重量”。抛杆的自重就算只增加一倍，那也意味着“废重量”增加到10斤！

由此可见，降低抛杆的自重非常非常重要。

姜海涛决定一步步来，先在不考虑抛杆自重的情况下，分析一下配重式和拉绳式的效率。于是他把抛杆的“废重量”5斤，和石弹的重量加到一起，重新计算了一下效率。

150斤重物下，1斤石弹效率0.46252，2斤石弹0.4059；600斤重物下，1斤石弹0.6344，2斤石弹0.6411，5斤石弹0.6354，10斤石弹0.5888。拉绳时，除了1人抛1斤石弹，其它情况下的效率都要比配重式高，全部超过了0.69，甚至达到0.74。不过对于它们之间的变化和波动，姜海涛再也看不出什么规律了。

这时最开始拉绳的工匠告诉姜海涛，他一个人拉绳时，感觉这根2丈的抛杆太长了，问能不能短点。姜海涛立刻想到这应该是抛杆的自重，让他感觉到自己的力气浪费了不少。如果能把抛杆截掉一半，应该能大大降低那个可恶的“废重量”。

姜海涛立刻让人把抛杆锯掉一半，变成1丈，然后重新安好篾筐，放进一个小石弹。一名工匠拉住绳索往下一拽，石弹飞了出去，居然落到30多步外，比原先的11.6步远了一倍多！所有人都感到不可思议，除了姜海涛。他经过简单计算认为，现在抛杆短一半，“废重量”就只有2.5斤；现在扔1斤石弹，相当于扔3.5斤，而锯短抛杆前相当于扔6斤。不过用11.6步乘6斤后再除以3.5斤，也应该不到20步。现在这抛射距离超过30步，让姜海涛稍微有点意外。抛杆短了后，原先一人根本拉不动的9斤、10斤石弹，现在也可以抛出5、6步。

随后换上俩人拉绳，1斤石弹飞出去67.5步，是原来2丈抛杆的两倍多。10斤的石弹也从7.5步增加到15.6步。按照这个比例推算，原来3人拉绳可以把1斤石弹抛出53.7步，现在用截短的抛杆应该能到上百步。但试验结果却不是这样，石弹只飞出了93步。姜海涛感到有点奇怪，又加上一人。这次射程的提高比例更小了，只从74.7步提高到110步，远远不到两倍。

他正在琢磨原因，其中一位工匠报告说，他们感觉现在拉绳太快了，到最后胳膊似乎有点跟不上，使不上劲。姜海涛立刻让他们再抛了几次，终于发现问题就在于速度。由于现在这个杠杆的长臂短了一半，因此要想让石弹达到和以前同样的速度，工匠们拉绳的速度要增加一倍。可是这个拉绳速度快到一定程度后，人的胳膊就不太适应了，做功的效率大大降低。这就好比让你推一个纸片，虽然它很轻，但你还是感觉用不上劲，也就没做多少功。

姜海涛因此也想到：如果把拉杆也缩短一半，这胳膊跟不上的问题恐怕也就解决了，但拉动的距离也缩小了一半。结果到底如何呢？他立刻让人把拉绳的绳索系到1尺处。试验结果是，1个人把1斤石弹抛出了13.3步，比最初的11.6步高；4个人能把1斤石弹抛67.5步远，比最初的74.7步小不了多少。把拉绳调整到距离轴心1.5尺的时候，增加就很明显，1人可以抛22.4步，4人可以抛103.6步。

这让姜海涛感到很高兴，因为这说明用人拉绳时，抛石车的尺寸未必需要那么大，也许1丈长的抛杆就够了。

随后用重物抛石弹，却证明了抛杆不宜太短。150斤重物下，1斤石弹飞出去22步，远了一倍；但是用600斤重物时，1斤石弹只飞出了51.7步，还不如原来用2丈抛杆时的59.9步。450斤似乎是个坎。低于这个重量时，1丈抛杆抛出的都比2丈抛杆远；但一到这个重量，7斤以下的石弹反倒不如原来远了。

实验进行到这里，姜海涛已经在抛石车上发现了不少规律。但不论拉绳式用1丈抛杆，还是用重物式必须用2丈抛杆，都算不上最重要的问题。这么多实验进一步证明：抛杆的自重最重要。

姜海涛简单地推算了一下。如果在现在的基础上，把重物也增加到10倍，或者说拉绳的人增加40人，确实可以提供10倍的能量。但如果抛杆的自重也增加到10倍，100斤，那它还是相当于50斤的“废重量”，只能把10斤重的石弹抛到59步外，1斤的石弹抛69步，没任何用处。但如果抛杆的重量不增加到10倍，只增加到50斤，那“废重量”就只有25斤了，40人可以把35斤石弹抛59步，10斤石弹抛出101步，1斤石弹136步。这可就有实用价值了！

因此，他必须设计一种更粗更结实，但尽量轻的杠杆。

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