进行打桩的最好办法

大英图书馆说明

这一页上的图例讨论主要是针对水力学的实际应用。列奥纳多·达·芬奇描述了如何使用人体重量作为平衡力来提升撞锤，进行打桩；然后描述如何建造水坝坡度，使水坝免受冲蚀。

谈到水坝建设，列奥纳多·达·芬奇认为：“如果河流堤坝的前方，是由中空且东倒西歪的基桩构成，一般应当在稍微高于水位的地方，建设一个较低的堤坝。这样在洪水暴发的时候水流从较低的堤坝落下，冲蚀堤坝的底部，反弹回来的过程中将水流原来沉淀下的物质带起，并使其沉淀在较高水坝的前方，用这些冲来的物质为较高的堤坝构成一道屏障。而水流从底部升起，沿着斜坡到达堤坝的顶部，这样水流便不会再对堤坝造成冲击或破坏。”

达·芬奇设计的打桩机

达·芬奇设计的打桩机，可以用来加固河岸，或者为建筑物的修建夯定地基。它是由桩锤、桩架及附属设备等组成的。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间，用提升吊钩吊升。桩架前面有两根导杆组成导向架，用以控制打桩方向，使桩按照设计方位准确地被惯入地层。塔架和导向架可以一起偏斜，用以打斜桩。导向架还能沿塔架向下延伸，用以沿堤岸或码头打水下桩。桩架能转动，也能移行。这个简单的机械可以迅速地重复一遍又一遍，直到将河桩击打到我们所需要的深度。

打桩机模型

十三

当直线水流受到阻挡，会突然形成冲击坑。这种现象的发生是因为，当水流受到阻拦，水流对阻拦的障碍物形成冲击，因为“运动的物体不可能立即终止运动并消耗掉其冲击力”，所以冲击力必然传递到其冲击的物体上。而冲击力在冲击后也不能在被冲击物体上立即停止，可以观察到被冲击物“所受到的每一个冲击均在被冲击物的表面发生”。因此，“在目标物体之间，运动的传递是冲击后产生的结果，在冲击过程中，运动力被消耗掉”。

在目标物体之间，运动的渗透，比起在同一点上落体运动所形成的反射运动，距离大大缩短，这是因为被渗透的物质比造成反射运动的介质厚度大。当直行水流受到阻碍，水流冲击着阻碍水流的物体，水流无法穿透障碍物，且立即以几乎相等的角度被反射回来。冲击后，水流从冲击点开始分散，呈不同的线路逃逸。反射出来的水流，有的水流自身升高到空气中，获得重力降落，像重物一样砸向其他水流，这样的冲击使河床受到冲蚀。但是在冲击过程中，受到水面以下水流的冲击，而且一步一步地，在三重运动中，这股水流逐渐被驱赶回第一次受到冲击的位置。

“在水下，水流受到冲击，从冲击点受到反射所形成的水流，呈现出三种运动状态。”第一种运动方向指向水底；第二种运动方向指向水流移动的位置；第三种运动方式为漩涡运动，不断在河岸及河水摩擦的河床形成，呈现出螺旋状态，并不断从后续流入的水流中重新获得能量。河水被从河岸丢回，从空中砸向河岸，然后重新潜入水底。

有一种冲击情况，冲击物碰到被冲击物后停止运动，被冲击物沿着同一线路继续按照冲击物被剥夺的运动方向前进。发生这种情况是因为，两者的重力在大小、重量和物质构成方面上均等同，被冲击物所受的重力参与到并作用于冲击物的冲击力中来，再加上冲击物受到自身重量的作用，它最终停止了运动。冲击力之所以不会立即被消耗掉，是因为冲击物体在遇到提供阻力的物体后，由于惯性会产生反射运动。然而这里却没有形成反射运动，立即飞走的物体承接了冲击物的冲击力和冲击方向。由于运动的物体不是固定在目标上，一般在反射运动中习惯性完成其预定运动未结束的部分，在完成冲击后，反射运动立即开始。这里两者不会固定在一起，因为两者均呈圆形而且直径相同。冲击物不再向前移动，是因为在冲击过程中，冲击物完全消耗掉其冲击力，将冲击力传递到被冲击物上。冲击物没有被反弹回来，是因为没有任何力可以作为反弹运动形成的基础。

通过观察人的行为再看这种效果：将一根横梁锯成几段，放在地面上，上面放一根横板，人想从横板上跳起。当这个人集中力量跳起，这种力量传递到横板，和横板融为一体，而横板想在轮子上逃跑。这个特别想跳起的人却被剥夺了弹跳能力，当他集中精力跳跃的时候，却发现自己仍然停留在原处。从这一现象中，我们可以得出结论，动力可以在其形成的物体上立即分离出来，并传递到受冲击的物体上。但当受到冲击的物体比冲击物轻，这一冲击物既定的运动长度，比被冲击物的运动长度要短很多，冲击力从冲击物分离出来，传递到被冲击物上，形成被冲击物的运动，随着运动距离的加长，冲击力逐步递减。

换而言之，假如受到冲击的物体为1磅重，而冲击物为2磅重，可以认为冲击的作用使冲击物消耗掉一半的冲击力并减少一半的运动距离；而被冲击物因为只接收到一半的冲击力，所以只能按照居中的方式运动。但是运动距离却远远超过后面跟随的冲击物的运动距离，因为其本身比冲击物轻，其所受到的空气阻力也相对小。如果不考虑其他阻力因素，而只考虑空气的阻力，可以用两次相同的力拉动同一运动物体来测量。如果受到空气阻力后，两次运动缩短的距离不同，则说明其受到的空气阻力不同。上述运动的物体，首先受到两次相同的力的驱使，在运动中顶风运动，阻力的大小以相同的比例施加在运动物体上。如果受到冲击的物体比冲击物轻很多，空气对被冲击物的运动会产生更大的阻力。

如果受到冲击的物体比冲击物大一倍，则其运动力为冲击物反射运动力的平方根系数。如果相互碰撞的物体大小相等或相似，且在运动和力度上一致，那么它们所形成的反射运动在长度和力度上也相等。

但是假如类似或相同的物体运动速度不相等，那么它们的反射运动速度也不相等。