“曹冲称象”典故里,除了曹冲的办法,以当时的条件,你还有什么方法可以称大象的体重?

A丶wei


曹冲的方法很聪明,可能真的是最直观也最省事的方法了。

在不杀死大象的情况下,或许也有另一种技术手段。不知汉末三国时代的人们是否掌握了杠杆原理,不过考虑到阿基米德已是四百多年前的人物,以及霹雳投石车已经用于三国战争,姑且认为他们懂得这种原理和技术。原理虽然简单,操作却麻烦得多,制作一台大杠杆,用成吨的大石块来做权重,或许也可以称出大象的质量。



推理馆杨掌柜


除曹冲称象的方法外,还有以下三种方法可以称象:



  1、让大象上船做标记,然后将石头换成人,再将每个人的体重相加,便可以知道大象的重量。



  2、做一个大象翘翘板,利用杠杆原理,让大象站在一端,另一端站上人,等人和大象重量相同时,再将人的重量相加,便可算出大象的重量。

  3、水池装满水,把大象赶进去水池,再赶出来,计算水溢出来的重量,就是大象的重量。


历史中的故事


不得不说,曹冲是真的聪明。在他那个时候,他想出的方法可以说是最简便最靠谱误差最小的了。


从现代人的角度来讲,我们可以有很多方法精确的来测量大象的体重,但是在古代限于科学技术的发展,直接测量大象质量是不可能的。

那么如果把我们放在曹冲当时的情境,我们能用一些什么办法呢?

由于没办法重现当时的情况,我们也无从得知当时他们是如何实际操作的,所以解决这个问题不能完全不考虑实际操作,也不能对实际操作过于深究。

所以我认为一个比较简单的方法就是利用杠杆了。

早在战国后期,墨家的著作《墨经》中就比较全面地阐述了杠杆的原理。书中讲述的内容既包括了等臂杠杆和不等臂杠杆,也包括了杠杆转动的原理。

我们今天就以等臂杠杆为例,来测量一下大象的重量。

首先,制作一个巨大的杠杆,一端放大象,一端准备装石子。曹操当时占有中原,若是能搞到当时东北和朝鲜接壤处铁桦树那就最好了。铁桦树人称木王,它被据说是世界上最坚硬的木材,比金属还要硬一倍。

在古代,铁桦树经常被作为金属的替代品。如果能拿它来做一个杠杆,就有可能禁得住大象的重量。

我们把大象驱赶到杠杆一端,然后再在另外一端放上箩筐往里面装石子。在杠杆有大象的那一头恰好刚刚离地时将石子卸下。这时的石子重量就基本等于大象的重量。

这个办法道理很简单,就是利用杠杆平衡时,两端物体质量相等的原理。(和曹冲称象差不多)

因为在实际操作中很难做到两端平衡,所以在大象恰好被翘起时,可以认为石头的质量只比大象多一点,这个误差是可以忽略的。这个方法有一定的优点。首先,他的原理简单,而且在那个年代就已经有了理论依据,在《墨经》中,对杠杆原理已经有了比较全面的讲解。

其次,对于曹操这种达官贵人来讲,进行制作杠杆之类的这些工作并不特别困难。

原料也好找,没有前文提到的铁桦树找其他木头就完了,实在不行找工匠制作金属比如钢制的杠杆。

但是硬币都有两面,有好处就有坏处。这个方法也有它的缺点,尤其是在古代,科技不发达,缺点就更加明显。

首先,这个方式来测大象体重,准备时间确实偏长了一点。能撑得住大象的杠杆不是说造不出来,但是需要花大量时间和精力。能撑得住大象的重量,这个杠杆的制作工艺也必将非常复杂。

其次,这个方法误差比较大。除了在添石头使杠杆平衡的时候存在可以忽略的人为误差以外,还有很多误差。制作杠杆的材料,无论是用金属锻造还是使用木头,都不能保证杠杆的质量分布均匀。杠杆的转轴还有很大的摩擦力,即使是现代很多实验中,轴承的摩擦都无法忽略。

在古代还没有造出和现代轴承相媲美的转轴的情况下,这个摩擦力就会更加严重地影响大象体重的测量结果。

最后,大象的特殊习性。大象不像是狗,往哪牵就往哪上。大象对于站在狭窄的区域具有很大的抵触性。据我估计,在曹冲的办法里,让大象上船也肯定是费了一番功夫的。

中央电视台十套曾经有个节目就探讨过如何称量大象重量的这个问题。但是很可惜,在节目中使用了大量的现代科技和工艺来制作测量所使用的工具。

这令我们更加佩服古人的智慧,在当时科技不发达的条件下想出了简单易行的方式。

总而言之,曹冲确实很聪明。他小小年纪想出的办法从古代人的角度来讲几乎是无法超越的。我们作为现代人,也只能将自己至于古代人的角度,头脑风暴一下,想出一些不知是否能真正执行的方法,自己笑一笑就好了。


史之策


看到这个问题,我趟床上想了有大半个小时,结合古代的条件和工程量不可太大,以及部分现实因素,我查阅了一下金字塔建造的一些猜想,从中得来灵感,给大家展示一下。

道具灵感——坡

先建造一个类似这样左右对称的坡。在坡顶上方安装固定滑轮。

造两台完全一样的板车(能放上大象),中间连上绳子,将绳子跨过滑轮放于坡的两个方向。

其中一个车放上大象,另一个车放石头。

只要保证放大象的车既不在坡顶也不再坡底,而让整个系统保持静止,那另一个车里的石头重量就和大象的体重相等。不用担心两个车的水平位置是否相同,只要模型平衡静止即可达到目的。

整个模型的力学知识应该在初三的物理课本中有提到。

受力平衡——力相同。

定滑轮——平衡状态下两边的受力相同。

坡度一样——平衡状态下受力分析相同(水平位置不同不受影响)。

结合现实条件

不好意思,这样称出来的重量可能有误差。

“不要动刀,还没完呢!”

关键是取决于系统中的光滑程度!

如果坡面和滑轮都能做到尽可能地光滑,误差那是非常小的。

总结

“曹冲称象”原理的核心其实就是进行等量转化,而转化方式是利用了水的浮力来对等重力。少荃这套模型不直接对等重力,而是利用了重力向下的规律,分出一部分力来平衡可测量单位,即可计算大象体重。


少荃经史屋


曹冲称象是一个神童的故事,有的人会质疑,当时北方并没有象,怎么会有这个象的故事呢?

但这个故事里面也说得很清楚了,曹操的这个大象并不是北方自己的,而是由孙权送过来的。

那南方有象吗?其实在云南与越南那边是有大象的,也就是说在交州是有大象的,另外东吴是有海外贸易的,所以完全是可能从国外运进来的,然后再送给曹操的。

曹冲称象的办法,自然是用浮力的办法,那就是船上的石头与大象等重的时候,船排出去的水是一样的。

那还有没有其他的办法呢?

有,可以考虑天平的办法。

我们知道,天平的原理,也就是杠杆的原因,那就是力臂相等的时候,两边等重。

一头亚洲象的重量是在3吨到五吨。

我们可以找一颗大树,然后再弄一个木墙,或者土墙做支点,做一个杠杆。然后一边放大象,一边放石头,不断的往里面加石头,直到大象被抬起来的时候,就可以停止了,毕竟我们不需要那么精确,差一点没有关系。

那么再把这些石头的重量总和计算一下,自然就是大象的重量了。

还有一个办法,那就是修书一封,去问一下孙权,这个大象有多重。


历史简单说


方法一,找一处松软平坦的地面,测量大象静止时的脚印深度及总面积。再找个木板往上堆石头直到木板下降深度达到脚印深度,称石头重量,按面积比例可以得到大象重量,这个方法精度跟曹冲的应该差不多,还不用那么大的船。

方法二,造大车装象,然后排士兵拉车,逐一增加人数直到拉动为止,换装石头,直到刚好拉动,称石头。这个误差就大了,而且不知道有没有上万斤的大车


瞎瞎看


思维是有时代局限性的,咱们现在能讨论很多方法,那个时代人也不傻,但眼界和局限性导致他们很难想到[呲牙]所以,曹冲很厉害。说回正题,按照那个时代,他们最有可能使用的就是杠杆原理。早在战国后期,墨家的著作《墨经》中就比较全面地阐述了杠杆的原理。书中讲述的内容既包括了等臂杠杆和不等臂杠杆,也包括了杠杆转动的原理。我们今天就以等臂杠杆为例,来测量一下大象的重量。首先,制作一个巨大的杠杆,一端放大象,一端准备装石子。剩下的你们也知道该怎么操作了,就不骗字数了。


平天下聚人心


我觉得有很多方法可称,只是误差有大有小,我提供一种误差最小的方法供大家参考:

在当时情况下,可找一头小些的如1000斤左右可直接用称称出的象,然后用麻药将这头象迷晕,置足够大水池中测出满溢水的体积,从而得知此象体积,算出此象体密度! 然后根据此象的密度数值去对照不同体质的大象,作一个微调,可得到所需知大象的象体的大致密度。 最后一步,就是测出所求大象的体积了。此时将其关入大水池迷晕,鼻孔恰拉至水池上方,快速注满水,然后放出这些水并测出 其体积 及水池体积可得大象体积。于是就可凭此算得大象体重。误差很小!


你与春天一起来


找两个相近的比较粗壮的大树,找两个大致平行的粗壮树枝,削去枝叶。找到两处比较粗壮结实的地方削去树皮,露出光滑的树干。做上四五条粗壮结实的绳子,搭在两处光滑的树干上,两边垂下。一边系一个大铁笼子,大象置其中。笼子无顶。笼子上面四角系四根上述粗绳。在高处绾在一处,向上四根绳子向后通过预先做好的两个光滑树干,在另一边树干垂下。仍然系一个大笼子,里面空着。距离地面有一尺高,悬空。

开始大象一边是着地的,另一边开始放石头,先放大石头,再放小石头。等大象一边四角离地,两边都处于悬空状态,停下。开始卸石头。大象出来。

这边石头总重量,加两处笼子重量差,就是大象的重量。


多维观世界


古人可以用跷跷板的原理称重大象,实际就是杠杠原理,只是比用船利用浮力称重要复杂一点,而且让象站在跷跷板的一端,是一个比较困难的事情,但是如果可以站上去,在另外一端,加砝码或者等量物体,呆两头平衡后,就可以用砝码换算重量,哪些什么岭南人自有办法,完全是瞎胡闹


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