为什么磨尖的物体更容易刺入

时间:2024-06-26 00:44:02

我们都知道,用缝衣针可以很容易穿透物体,比如,绒布或纸板。假设现在让你使用一样大的力气,用一只钝头的钉子穿同样的物体,你能将钉子头穿过去吗?显然不那么容易,这是为什么呢?

的确,你用的力气一样大,但是实际上它所产生的压强(压力强度)却不同。在你用针穿的时候,所有的力气都集中于针尖这个点上,针尖的面积比钉子头小多了,所以产生的压强自然就大得多。

为什么磨尖的物体更容易刺入

再举一个例子:有两把耙,一把是20齿的,另一把是60齿的,20齿的耙要比60齿的耙地耙得深。道理和前面一样,20齿的耙每个齿上分配的力量更大。

说到压力强度,我们就要注意另一个因素,也就是力量所作用的面积。同样的力量,作用在不同的面积上,产生的压力强度大小是不一样的。

当我们在松软的雪地上行走的时候,要用滑雪橇才不会陷到雪中。这是因为滑雪橇把对它的压力分散到面积更大的地方。假设我们所穿的鞋子的面积是滑雪橇的1/20,那么作用在滑雪橇上的压强就是两只脚单独站立时的1/20,压强小了很多。所以,当我们站在滑雪橇上时,才不会那么容易陷下去。

同样的道理,马在沼泽地里行走时,要预先在马蹄上拴上一种特制的“马靴”,扩大马蹄跟地面的接触面积,从而减小压强。这样,马蹄就不会陷入沼泽地里了。人在里面行走的时候,也经常采取同样的方法。

要想顺利通过一片薄冰,我们经常需要匍匐在上面爬行,也是为了增加身体跟冰面的接触面积。

大型坦克和履带式拖拉机之所以能在松软的土地上前进,也是采取扩大接触面积的办法。我们换算过,一辆超过8吨的履带车,对每平方厘米地面的压力小于0.6千克。有的履带车甚至可以在沼泽地里行驶。假设这辆车装载了2吨的货物,它对每平方厘米地面的压强也只有0.16千克,仍然可以正常行驶。这是不是很有意思?

这就是人类的聪明之处了,有时候需要接触面积足够大,有时候又希望它小一些,使这一特点为我们所用。

前面说了这么多,我们知道了:尖锐的东西之所以更容易刺进物体,是因为力量集中到很小的面积上。同样的道理,锋利的刀子比钝刀子更容易把东西切开,也是因为力量作用的面积非常小的原因。

所以,我们说,正是由于将作用力集中于很小的面积上,才能把尖的东西刺进物体。