阿基米德为何被称为“力学之父”？他发明了哪些工程机械？(4)

斜面上的受力分析
斜面的存在，可以让重力正交分解为一个垂直于斜面的力和一个平行于斜面的力，垂直于斜面的力于物体受斜面的支持力相互平衡，如果现在沿着斜面向上拉物体，只要承担重力平行于斜面的分量（对于不光滑斜面还存在沿斜面向下的摩擦力）。这种方法降低了提升重物的负担，阿基米德认为通过斜面来提升重物，将使得劳动程度大大降低。

阿基米德斜面与齿轮
叙拉古斯国王亥厄洛二世仰慕阿基米德的天赋，希望他能够设计出一套机械，能够将当时最大的船舰拉动到高处。阿基米德运用斜面和齿轮的组合设计了一套装置，斜面降低了拉力的负担，齿轮组相当于滑轮，又进一步的降低了拉力的负担。阿基米德在机械方面的天赋，让很多当时的君主瞠目结舌，他们认为阿基米德的存在就相当于一支军队。
阿基米德铁爪机械不仅在工程上有应用，军事也不例外。对于没有斜面的情况如何提升重物，阿基米德设计了一套“铁爪装置”，该装置需要大量人力支持，但通过分散人力来控制铁爪的形态变化。

阿基米德铁爪
笔者最近在科技馆偶尔看到了阿基米德铁爪的试验模型，亲自操作了一下，的确是一人很难操控的机械。整个铁爪分为三条绳。中间绳控制铁爪的上升与下降，左绳控制向左运动和左爪开合，右绳控制向右运动和右爪开合。如果在足够劳动力的基础上，阿基米德铁爪可以很容易的举起任何重物。