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为什么尖锐的物体很锋利?

您有没有想过,为什么针穿透物体如此容易?为什么很容易用细针刺穿布或纸板,而用钝钉却很难穿透?在这两种情况下,似乎用的是相同的力量。

力是一样的,但 压强 却不一样。在第一种情况下,全部力量是集中在针尖上的;而第二种情况,相同的力分布在面积大的钉子末端上;因此,在我们手用力一样时,针产生的压强要比钉子的压强大得多。

每个人都知道,一个有20齿的耙子比一个重量相同但有60齿的耙子刨地刨得更深。为什么呢?因为有20齿的耙子的 每个齿的载荷 比60齿耙子的大。

当谈到压强时,除了力量外,还必须考虑力作用的面积。当有人告诉我们,有人得到1000卢布的薪酬时,我们还不知道这是多还是少:因为您需要知道这是年薪还是月薪?同样,力的作用取决于它是分布在1平方厘米上,还是集中在1/100平方毫米上。

人可以用滑雪板在松软的雪上滑行,而如果没有滑雪板,双脚就会陷入雪里。为什么?因为在滑雪板上,人身体的压力分布在比双脚更大的表面。例如,如果滑雪板的面积比我们的鞋底大20倍,那么我们在滑雪板上对雪的压力是直接站在雪地上的20倍。松软的雪能承受滑雪板的压力,但却不能承受双脚的压力。

出于同样的原因,在沼泽地工作的马会在马蹄上套上特殊的“马靴”,以增加马蹄支撑的面积,从而减少对沼泽地的压力:马的腿不会陷入沼泽地。一些沼泽地区生活的人也是这样做的。

在薄薄的冰面上,人们选择用爬行来将身体的重量分散在更大的面积上。

最后,坦克和履带式拖拉机的一个特点是,尽管它们的重量很大,但它们不会陷入松散的土地中,这也是其重量分布在更大的支撑面上的原因。履带车重量为8吨或以上,对每平方厘米土地产生的压力不超过600克。从这个角度来看,在沼泽地运输货物的履带车很有趣。这样一辆载有2吨货物的履带车,对每平方厘米地面的压力也仅为160克。因此,履带车在泥炭沼泽、泥泞的地面或沙地上都行驶得很好。

在这种情况下,与针头的例子相反,较大的支撑面积比较小的支撑面积是有利的。

从上面的这些例子我们可以清楚地知道,尖锐的东西之所以能穿透物体,是因为力分布的面积很小。出于同样的原因,锋利的刀比钝的刀更容易切东西:因为力量集中在更小的面积上。

因此,尖锐的物体很容易刺穿和切割,因为它们的尖端和刃上有很大的压强。 YimM98tglOkN2blP0AdTfRvE+PAJOmcZaWFszY1ZhveoYaQghrhB6iBBLPYBrbJY

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