蛋壳是自然界中的坚固盔甲

时间:2024-06-26 02:53:06

在 果戈里 的小说《死魂灵》中,有一个人叫基法·莫基耶维奇,他总是不停地思考各种哲学问题,其中一个问题是这样的:“哼……如果大象也是用蛋孵出来的话,那它的蛋壳得多厚啊,估计得厚到连炮弹都打不碎吧!嗯……看来是时候发明一种更先进的武器了。”

如果小说中的这位哲学家知道即使是普通的蛋壳,虽然看起来很脆弱,但实际上远比我们想象的结实,一定会很惊讶。如 图 所示,如果你用两只手把鸡蛋握住,并用掌心用力挤压鸡蛋的两端,你会发现原来想把鸡蛋压碎并不是那么容易,需要很大的力气。

蛋壳是自然界中的坚固盔甲

图 采用这种方式很难压破鸡蛋。

蛋壳之所以这么坚固,就是因为它特殊的形状—凸出的。我们常见的各种穹窿和拱门同样非常坚固,也是基于同样的道理建造的。

蛋壳是自然界中的坚固盔甲

图 石拱门坚固的原理。

图 画的是一个放置在窗顶上的石拱门。重物S(窗顶上墙的重量)有一个向下的压力,这个压力用箭头A表示,作用在拱门中心,也就是石头M上。由于石头M是楔形的,卡在旁边的两块石头中间,所以它不会掉下来。根据平行四边形规则,力A可以分解成图中的B和C两个力。这两个力又被来自相邻的两块石头的阻力给抵消了。在这种情况下,因为石头M的形状虽然能够阻止它自身往下掉,但并不能妨碍它往上升。所以,如果从外向内去压迫拱门,这个力是不会把拱门压坏的。但是,如果从内往外施加压力,拱门就无法支撑了,会很容易被破坏。

一个完整的蛋壳也是类似于这样的拱门,只不过是一个整块的拱门,所以看起来很脆弱,但即使受到压力也不会如想象中那么易碎。你可以找一张比较沉的桌子,然后把桌子的4条腿放在4个生鸡蛋上,你会发现蛋壳不会破。(当然,在光溜溜的鸡蛋上可不好放桌子,你可以将桌子粘在蛋壳上。这样可以加宽鸡蛋两端的受压面积,让鸡蛋容易立住。)

现在大家就知道了,为什么母鸡在孵小鸡时不担心自己的重量会把鸡蛋压破,而弱小的鸡雏却只需在蛋壳里面啄几下,就可以把蛋壳弄破,挣脱这个坚固的“牢笼”。

用一把勺子敲击鸡蛋,很容易就可以把它敲碎了。我们可以想象一下,在天然的条件下,蛋壳可以承受的压力有多大。为了保护发育中的小生命,大自然为它们制造了多么坚固的“盔甲”呀!

同样的道理,电灯泡虽然看起来非常的单薄、脆弱,但是实际上也很坚固。而且,因为灯泡几乎是中空的,没有物质来抵抗来自外面空气的压力,所以会更加牢固。要知道,灯泡受到的来自空气的压力可不小:一个直径为10厘米的灯泡,它两面所受的压力差不多在75千克以上,相当于一个成年男性的重量。有实验证明,如果是真空灯泡的话,它能承受的压力更大,可以达到这个压力的2.5倍。