1648年,法國著名物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家帕斯卡做了一個著名的實驗:他在一個密閉的裝滿水的桶的桶蓋上插入一根細(xì)長的管子,然后從樓房的陽臺上往管子里灌水。結(jié)果只用了一杯水,木桶就被壓裂了,桶里的水從裂縫中流了出來。
為什么會這樣呢?根據(jù)液體壓強(qiáng)的計算公式p=ρgh(p表示水的密度,g表示重力加速度,h表示液體深度),在p和g不變的情況下,h的值越大,液體壓強(qiáng)就越大。這個實驗因為h增大了很多,使木桶受到水的壓強(qiáng)顯著增加,導(dǎo)致木桶開裂,這對許多人來說是不可思議的。
根據(jù)這個實驗原理,人們在建設(shè)水壩時,總要把水壩的下部建設(shè)得比上部寬。同樣,無論是潛水員潛水,還是潛艇下潛,都要控制在一定的范圍之內(nèi),以免因潛入水中過深而造成危險。
為什么踩著滑雪板滑雪時不容易陷進(jìn)雪里?
常見的滑雪板一般寬約8厘米,長約110厘米,兩塊滑雪板的總面積約為0.18平方米。一個成年人及滑雪板的總質(zhì)量大約為75千克,質(zhì)量為1千克的物體在地球上所受到的重力為9.8N,一"成年人作用在雪地上的壓力約為735N。根據(jù)壓強(qiáng)公式,一個成年人踩著滑雪板給雪地的壓強(qiáng)約為4083Pa。一般情況下,野外的積雪足以承受這個數(shù)值的壓強(qiáng),所以人穿上滑雪板后不容易陷進(jìn)雪里。
陷入泥潭后怎么才能爬出來?
如果不慎陷入沼澤后,應(yīng)采取什么樣的自救措施才能脫離險境呢?首先,不要慌張,不要掙扎。泥沼與流沙的性質(zhì)相仿,是由大量泥土和水混合而成的深潭,過分掙扎只會導(dǎo)致沼澤內(nèi)部泥漿的狀態(tài)變得更加不穩(wěn)定,受困者只會陷得更快,增加脫困難度。
陷入泥沼后,應(yīng)緩緩地拔出一條腿,盡量按照“大”字形趴在沼澤上,以擴(kuò)大身體與泥沼的接觸面積,從而減小對沼澤表面的壓強(qiáng),防止進(jìn)一步深陷。等兩條腿都拔出后,千萬不要因為興奮而放松警惕,這時應(yīng)保持趴在沼澤表面的姿勢不變,以輕柔的方式慢慢地匍匐前進(jìn),直至“游”到岸邊,脫離險境。
為什么紙張會劃傷手?
—張常用的A4紙單張厚度約為0.1毫米。根據(jù)壓強(qiáng)的相關(guān)原理,接觸面積越小,壓強(qiáng)越大,所以紙張很容易劃傷手指。
在雜技舞臺上,表演者為觀眾展示用撲克牌切黃瓜、切水果等絕技,這些絕技依據(jù)的就是物體受力面積越小、壓強(qiáng)越大的原理,加上表演者通過長期訓(xùn)練,具備了超常的腕力,了解最基本的“飛牌”角度,在撲克牌脫手的一瞬間,撲克牌會以極快的速度“斬”向目標(biāo)物體,黃瓜和水果就被生生地切斷了。