狗子:啊!我的脚好疼啊!
老子:怎么了?
狗子:好像有东西扎到我的脚了。
老子:是枚图钉
狗子:这么小的图钉,怎么能把鞋底扎穿?我的鞋底很硬的啊!
老子:图钉虽小,但钉尖更小啊,脚踩到钉尖上,产生了很大的压强,所以很容易扎穿鞋底。
狗子:压强是什么?
老子:压强,就是物体所受的压力与受力面积之比,用来比较压力产生的效果。
压强越大,压力的作用效果越明显。
p=F/S (F为外力,S为受力面积)
狗子:所以压力和压强还不一样?
老子:当然不一样。
压力只描述了力的大小,压强除此之外,还描述了作用面积,以及作用效果。
你的体重是一定的,踩在地上,作用面积是整个鞋底,所以脚不会痛。
但同样的体重,猜到图钉上,作用面积是一个钉尖,这时所有压力集中到一个点上,效果就大大加强,立即戳穿鞋底,扎伤脚板。
狗子:哦。我懂了,打针是不是也是这个原理?
针筒很粗,但针尖很细,所以稍一用力,就可以扎进肉里。
老子:没错!
都是通过缩小作用面积,来增大压强。
狗子:那如果增大作用面积呢?
老子:同样大小的力,作用在更大的面积上,压强当然会变小。
比如比较常见的交通工具——火车。
由于车体长,载客多,整体重量非常大。
如果像汽车那样,直接把火车轮子放地面上跑,无论哪里的地面都不可能承受住这么大的压力,一定会下沉塌陷。
所以火车要铺设铁轨,而且铁轨下还要铺垫枕木,相当于把火车与地面的接触面积,扩大了无数倍。
这样,火车对地面的压强,就大大减小了。
狗子:相当把这个压力分散了,对吗?
老子:对。
而且有些紧急的时刻,也可以通过增大作用面积,减小压强,来解决难题。
比如沼泽地,一脚踩上去,就会陷进去,而且越挣扎陷得越深。
如果铺一块大木板,站在上面,就不会陷进去。
虽然你的体重没变,但你与沼泽的接触面,由两只脚的面积,扩大到了一块板的面积,所以压强大大减小。
狗子:哇!学点知识,关键时候能救命啊!
老子:救命的知识点多了,再送你一个。
狗子:来吧。
老子:现在的车辆,在遇到溺水或者电路故障的时候,门窗会无法打开。
这时你用手、板砖、甚至铁锤都砸不碎窗玻璃。
如果使用破窗器,或者座椅头枕的金属腿,对准侧窗玻璃的边角,用力一砸,就可以将整块玻璃破坏。
这也是利用尖锐物品,制造高压强的办法。
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