洪海盛
力的作用效果可以使物體產(chǎn)生形變,而形變的程度取決于壓強(qiáng)的大小。根據(jù)壓強(qiáng)的定義式p=F/S可以知道:增大壓力或減小受力面積可以增大壓強(qiáng)。請(qǐng)看下面具體現(xiàn)象:
現(xiàn)象1:為了使木樁容易打入地面(使地面局部產(chǎn)生較大形變),可以把木樁削尖(減小受力面積),使一定的力集中作用在較小的 面積上產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)。
現(xiàn)象2:人走過松軟的地面時(shí)為了不致于陷下去(減小形變程度),常在地面上墊上一塊木板(增大受力面積),使人對(duì)地面的壓力均勻分散到較大的受力面積上,達(dá)到減小壓強(qiáng)的目的。
現(xiàn)象3:用力握緊雞蛋(受力面積大,壓強(qiáng)小),雞蛋不會(huì)破碎(蛋殼形變程度很?。?墒请u蛋在桌邊或在碗沿上一碰(受力面積小,壓強(qiáng)大),蛋殼就破了(形變程度大)。
當(dāng)我們明白了壓強(qiáng)與形變程度的關(guān)系后,不妨對(duì)下面的問題進(jìn)行討論:
(1)冬天,河水已結(jié)冰,人們希望從冰面上過河,那么冰面是否會(huì)破裂,是取決于人對(duì)冰面的壓力還是冰面所受壓強(qiáng)的大小呢?如果冰面能夠承受的最大壓強(qiáng)是5×105 Pa ,某人單腳鞋底的面積是200cm2,體重為600N,他能安全過河嗎?
不言而喻,能否安全過河取決于冰面受到壓強(qiáng)的大小。人在行走過程中單腳著地時(shí),冰面受到的壓強(qiáng)最大,此時(shí)p=F/S=600N/2×10-2m2=3×104Pa<5×105 Pa ,所以他能安全過河。
(2)用雙手食指同時(shí)按住鉛筆的兩端(一端已削尖),向中間用力時(shí),兩個(gè)手指有什么不同的感覺?拿開鉛筆看看手指上印痕有什么不同?
兩手同時(shí)向中間用力,鉛筆保持靜止。可見,兩手指對(duì)鉛筆的作用力大小相等,物體間的作用力是相互的,此時(shí)兩手指受到鉛筆的壓力也大小相等,可是兩手指的凹陷程度卻不一樣,痛的程度也不同,這是為什么呢?原來兩手指的受力面積不同,按住筆尖的手指受力面積小,壓強(qiáng)大;按住筆尾的手指受力面積大,壓強(qiáng)小。