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古人是怎样发明弓箭的-古人制作弓箭过程里的力学知识

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箭的历史伴随着弓的产生,远在石器时代就作为人们狩猎的工具。传说黄帝战蚩尤于涿鹿,纯用弓矢以制胜,此为有弓矢之最早者;惟当时之弓矢,都以竹木为之,虽能及远,终未能完善,迨后推阐其理,互相发明,加以精密之改造,于是乎弓矢逐成为战争之利器。箭的制作在春秋时期有了较大的进步,表现为:第一,制作上趋于科学、规范化:如箭簇、箭杆、羽毛间的比例及箭杆的长与直径、杆的前后部的重量等,都有了一定的比例规定。从出土的春秋时箭簇实物标本看来,《考工记·矢入》中所规定的规格、尺寸、比例关系,与实际基本相符。第二,箭骸虽多为青铜质,但形制有了较大的改革,即逐渐抛弃了从商代到西周的传统的双翼扁体型,而改为三翼三棱锥体型,即由两翼的侧刃前聚成锋改为三棱的三条凸起的棱刃前聚成锋,簇锋小而锐,大大提高了箭簇的穿透力和杀伤力。即使是仍然保持着扁体双翼型的箭簇,也加长了脊部,缩窄了双翼,且使两翼角下垂,以增强穿透的能力。在春秋前期,三棱锥型的箭矢仍是少数,但到了春秋晚期,它却迅速增多,被大量使用。如长沙浏城桥一号楚墓出土的46枚铜簇中,三棱锥体型的箭骸多达29枚,就是明证。
箭历经迄今约有三万能年的演化。古代军队把箭列为作战的武器随着火器的出现,至十九世纪中叶,太平天国战争中已基本上不用弓箭。近代以后,射箭从军事上分离出来,成为习武强身的体育运动项日,射箭被列为正式的比赛项目之一。
远在3万年以前的旧石器时代晚期,在中国境内的人类就开始使用弓箭了。最早的箭很简单,用一根树棍或竹竿,截成一定长度的箭杆,在一端削尖就是箭。而矢的真正起源应是原始社会石器时代,人们把石片、骨或贝壳磨制成尖利的形状,安装在矢杆一端,这就制成了有石镞、骨镞或贝镞的矢了,比起单用木棍竹竿削的箭可算进了一大步。
由于远古的箭杆难以保存至今,所以出土实物中往往仅留下箭镞。新石器时代的石、骨、蚌镞,有棒形、叶形、三角形等多种,有些已有镞茎和逆刺。河南省偃师县二里头遗址中最先出土了商朝早期的青铜镞。商周时期,青铜镞的主要式样是有脊双翼式。春秋战国时,三棱式镞盛行,战国时此类镞多装铁铤,以节省铜材。汉以后铜镞开始向铁镞过渡,这个过程经历了约200年。河北省满城县出土的西汉前期的三翼式或四棱式铁镞,仍系模铸成型,锋利程度不及铜镞;而四川省新繁县牧马山出土的东汉铁镞呈扁平的锐角三角形,既适合锻造,又有较强的杀伤力。这种形制遂为后代长期使用的点钢镞所承袭。
箭杆多用竹制,也有木制的。先秦时期,在南方的云梦泽和肃慎族聚居的东北地区,均产制矢之楛。直至明、清,华南制箭还用竹杆,华北用萑柳,东北、西北多用桦木杆。为了较准确地命中目标,必须把握住箭在飞行中的方向,于是人们在箭杆的尾部装上羽毛,使箭的形制趋于完善。
箭的飞行速度和准确性与尾羽的关系密切。箭羽太多,飞行速度慢;太少,稳定性差。为了使之有恰当的比例,在《考工记》中载有将箭浮沉部分的长短,以求出装尾羽之比例的方法。箭羽以?翎为最上,角鹰羽次之,鸱枭羽又次之。装雁鹅羽的箭遇风易斜窜,质量就更差了。在宋朝,当优质羽供应不足时,曾发明风羽箭。据《宋史·兵志》记载,庆历四年(1044),宋廷“赐鄜延路总管风羽子弩箭三十万”,可见风羽箭也是一种实战兵器。这种箭将箭尾安羽处剔空两边,利用向内凹进的空槽产生涡流阻力使箭保持飞行稳定,其设计思想是相当科学的。
为增大箭的杀伤效力,后汉时耿恭发明了“毒箭”。三国时,关羽攻打樊城,遭到曹仁500名弓弩手的乱箭阻击,右臂中一弩箭,箭头有毒,毒已入骨,右臂青肿,不能运动,遂请华伦医治。神医华伦曰:“此乃弩箭所伤,其中有乌头之药,直透入骨,若不早治,此臂无用矣。”乌头是一种药用植物,中草药名叫“附子”,其茎、叶、根均有毒。那时少数民族习用的弓弩箭头多带剧毒,中箭者,皮肉烂,烂到五脏而死。可见毒箭的致残、致死率是很高的。随着金铠铁甲的出现,要求箭更具穿透力。晋代多用钢铁箭镞。唐代箭分为竹箭、木箭、兵箭、弩箭四种,前两种用于狩猎,后两种用于战斗。用于战斗的箭镞用钢制成,刃部较长,能穿透坚甲。除了毒箭以外,还有在箭杆上缚有纵火物(油脂或火药)的火箭(中国古代火箭),在战争中广泛应用。
明清时代,出现了一种飞行中带响的箭叫“鸣镝”。据《前汉演义》描述,这种箭出自匈奴国太子冒顿之手。冒顿为争王位,欲收服民心,以便为所欲为,便发明了一种骨箭,上面穿孔,发射时有声,称为“鸣镝”,由他专用。遂传令部众:“汝等看我鸣镝所射,便当一齐射箭,不得有违,违者立斩!”此后,冒顿常率部众外出狩猎,只要他鸣镝一发,部众万矢齐攒,稍有延迟,立毙刀下。众人甚是畏惧,不敢怠慢。一日,冒顿牵出自己心爱的好马,用鸣镝射马,部下亦争相竞射,冒顿见状喜笑颜开,遍加奖赏。然而冒顿并不因此而满意,又先后用鸣镝射杀自己的爱妻,射杀了国王头曼的好马,部众闻声急射,稍有迟疑者,立即丧命。从此,只要呜镝一响,众箭飞至,无一敢违。冒顿认为时机已成熟,这一日,请国王一同出猎,自己随在马后,用鸣镝对准头曼射去,部众随声同射,匈奴国王头曼毙于乱箭之下,冒顿弑父自立为王。明清时的“鸣镝”是在箭镞上加了一个用骨或兽角制成的小哨。箭的发展,是随弓弩的不断改进而发展的,强弓大弩的出现,要求箭具有良好的贯穿力,所以对箭镞的要求也不断提高。
1963年,在中国山西朔县峙峪村的旧石器时代晚期遗址中发现了一枚用燧石打制的箭镞。该遗址的年代约为距今2.8万年。这个发现确凿地证明了中国先民在距今约2.8万年已经使用弓箭。
弓箭的发明是人类技术的一大进步,说明了人们已经懂得利用机械存储起来的能量:当人们用力拉弦迫使弓体变形时,就把自身的能量储存进去了;松手释,,弓体迅速恢复原状,同时把存进的能量猛烈地释放出来,遂将搭在弦上的箭有力地弹射出去。恩格斯说:“弓、弦、箭已经是很复杂的工具,发明这些工具需要有长期积累的经验和较发达的智力。”而且弓箭的发明或许与音乐的起源也有某种关系。英国科技史家贝尔纳(J.D.Berrnal)曾说:“弓弦弹出的汪汪粗音可能是弦乐器的起源。所以弓对于音乐的科学方面和音乐的艺术方面,都有贡献。”
关于弓箭的发明,中国古人有独特的理论,即“弓生于弹”(《吴越春秋·勾践阴谋外传》)。弹指弹弓。在甲骨文中,弹字写作B ,为一张弓,弦中部有一小囊,用以盛放弹丸。这种形状的弹弓,在中国一直广为流行。近代北京天桥的杂耍艺人中有打弹者,有的就使用这种弹弓,而西双版纳和缅、泰北就的傣族人,可能至今仍用这种的竹弹弓。也许,先民最初发明的只是发射小石子或泥弹丸的弹弓,之后进一步摸索,才将弓用于射箭,于是产生了弓箭。
据说是黄帝之孙——“挥”所发明,他任监管制造弓箭的官职“弓正”。 据传说正因为挥发明的“弓箭”使黄帝的政权更加强大,黄帝打败了蚩尤,就有“弓箭”的功劳。挥也是张姓的始祖,因他发明“弓”而得到张的封姓,所以张也就是有一个“弓”和“长”组成。
在冷兵器时代,弓箭是最可怕的致命武器。弓箭出现的时间,也许可以上溯到遥远的神话时代。后羿射九曜的传说,向来脍炙人口,这也是关于弓箭威力的最有效的广告—— 一个半人半神的英雄,居然将天上的十个太阳射掉九个!商代甲骨文中“弓”字的原型,明显地是一个“反弓”的形象。这就引出了一个直接的结论,即这是一张复合弓。复合弓在保持弓身短小的情况下增大了力量,而在狭小的环境中,例如马车或马背上,弓身必须短小。戈也是马车上使用的专门武器。
另一个例子来自《诗经》中的“骍骍角弓”。这首诗有可能是东周早期的作品。诗中不仅清楚地提到了角制的弓,而且还提到了反弓的特点。制造角弓异常复杂,但是它们在发射力量方面与普通木弓相比并不占优势,角弓只是占用的空间更小。在马背上或马车内需要的就是这样的弓。由此得出的结论是,商周战场射术的贵族传统是同驾驭马车的技术密切相关的。在静止的战车上使用高技术的角弓射箭,只有富有的贵族阶层才能负担得起。
东周时期的制弓业的发展难以考证。虽然弩的发展和应用脉络清晰,但是东周弓的性质和发展却难以确考。考古发掘出土过角弓,但是由于缺失太多而无法拼凑出原来的形状。虽然历史文献中有很多有关楚弓的评论,但是出土文物表明,它们只是涂漆的木质长弓,或是由竹篾制成的弓。许多出土文物都清楚地证明,斯基台人或萨加人的弓在中国北部和东部边境非常流行。西周礼器上的图案显示许多步兵手持剑和短弓,立姿射箭,待用的箭箭头朝下,插入周围地面。同时,中国人很快从他们的北方邻居那里学会了骑射技术,而保留反角弓有利于骑射。
汉代的图案仍然反映了骑射和使用弩的情景。但是,根据从科霍坦地区的景厥和楼兰附近区域出土的弓,可以发现东汉后期和西晋初期引进了一种样式与以前大不相同的弓。这种弓设计独特,特别适合在在马背上使用,尤其是两军酣战之时,因为这时无法使用更多的骑射技术。
从唐代到明代,曾经有过成排使用弩手的纪录。弩手共分为三排,前排射击,中排准备,后排上箭。在出土的唐代弩的机械装置图中,瞄准对象中就有跪拜的西方人的形象,表明弩是用来对付西部的突厥人的。元、明朝代,是人们广泛采用的不是蒙古弓而是突厥弓。突厥人在巴勒斯坦用这种弓矢对付过十字军。据说这是蒙古人大量雇用突厥雇佣军的结果。在明代李呈芬和高颖的作品中,还能发现在14世纪欧洲的阿拉伯禁卫军的文献中提到的技术,甚至能发现他们整句整句地引用文献中的话。明代军队偏好使用轻装甲的轻骑兵,这一兵种强调速度和在飞奔中迅速取箭和搭箭。
清朝建立后,明代使用的突厥弓被弃用,取而代之的是重型的弓和具备穿甲能力的长箭。清朝使用的弓在前代弓的基础上发展而来,已有千年历史。这种弓的拉力很大,达到30公斤以上,弓身也长,达到1.8米。这样设计的目的是用特别长且重的箭来对付装甲,即使它不能射穿装甲,三十米内还是能够轻而易举地将对手射落马下。实际上,清代武7a686964616fe78988e69d83334举考试的必考科目之一,就是要看能否把放在桩上的重球射落地面。
弓箭仅有一种型制,按等级的高低分为皇帝、亲王郡王、侍卫和职官兵丁用等;按用途分为打猎行围、检阅部队以及实战用。各种弓箭只在选材装饰上有区别,所配之箭计有41种之多。弩有4种,分别是如意弩、双机弩、双机贯凫神弩和射虎弩,但是未见实际使用的记录。这些弓弩虽然受到火器的强烈冲击,却仍然随着八旗兵在战场上纵横驰骋,表现出了顽强的生命力。但是清中后期满清八旗因承平日久而逐渐腐化,骑射之古风荡然无存,加之鸦片战争后闭关锁国的旧中国大门被打开了,中国官吏发现了更先进的火器,并很快用它们装备了自己的部队,像曾国藩的湘军、李鸿章的淮军等团练武装中根本见不到弓箭的身影了。至此,伴随着中**事发展走过漫长历史岁月的古弓弩终于像西山落日那样,不可挽回地消失在军事革命的地平线以下。
中国现存最早的完整的箭,是在内蒙古居延甲渠侯官遗址出土的,系西汉昭帝始元六年(公元前81)所制。此箭全长67厘米,装三棱铜镞,竹杆,有三条尾羽,镞和羽均缠丝涂漆用以与箭杆相固联。
古代弓箭的弦拉力单位
供参考:

十石弓

哦,你指的是传统的生物层压弓吧
人类历史上,早期的弓是由单一材料制作的(除弓弦外),被称为“单材弓”,又叫“单体弓”,一般zd只用一种材料。约在公元前1500年,中东和亚洲地区出现了“混材弓”,即“复合弓”(与现代复合弓不同)。因使用动物的角、筋,因此被叫作“角弓”。作为复合材料弓,角弓与现在所说的、以中世纪时代产生的英格兰长弓为代表的单体“长弓”,完全不是一种类型。由于根据不同位置的受力需求不同分别使用了相应的最佳材料,古代复合弓的效率远高于古代单体弓。
简单来说,就是提高弓的效率,弓本身只能转换能量,不能提供能量

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