为什么尖锐的物体容易刺进别的物体

为什么缝衣针能够轻易地穿透一个物体?为什么一块绒布或者厚纸板很容易被一根细针穿过,却很难用钝头的钉子把它穿过?在这些情形里所作用的力不都是相同的吗?

是的,力量是相同的,但是压力强度或者说压强却并不一样。用针穿透的时候,全部力量都集中在针的尖端,而用钉子的时候,同样的力量却分配在比较大的钉尖面积上。因此,在我们所用的力量完全相同的情况下,针所施的压力强度要比钝头钉大得多。

谁都知道,用一具二十齿耙耙松土地,要比同样重的六十齿耙耙得深。为什么呢?这是因为二十齿耙每一个齿上分配到的力量要比六十齿耙的大。

当我们谈到压力强度的时候,一定要在力量之外更注意这个力量作用的面积。同样大小的一个力量所产生的压强大小,要看它作用的面积究竟是一个平方厘米呢,还是集中在百分之一平方毫米上。

你用滑雪橇能够在松软的雪面上行走,不用滑雪橇就要陷到雪里去。为什么呢?因为用了滑雪橇,身体压力分配在比不用的时候大得多的面积上。举例来说,两只滑雪橇的面积等于我们两只鞋底的20倍。那么,用滑雪橇时对于雪面所施的压强,就要比两脚站在雪面上所施的压强弱,只为两脚站着所施压强的1/20。因此,松的雪面能够承受得住滑雪橇上面的人,却承受不住用两脚站着的人。

根据同样的理由,在沼泽里工作的马,时常要在马蹄上系着特制的“靴子”,来增加马蹄和地面间的接触面积,减少沼泽地面所受的压强。这样一来,马蹄就不会陷到沼泽泥潭里去了。在有的沼泽地,人也是这样做的。

人在薄冰上通过的时候,一定要匍匐爬行,也是为了把自己的体重分配到比较大的面积上。

此外,庞大沉重的坦克和装有履带的拖拉机在疏松地面上之所以不会陷下去,也仍旧是这个缘故。它们的重量是分配在比较大的支持面积上。8 t或8 t以上装有履带的车辆,对于每一平方厘米地面的压力不超过600 g。从这个观点看来,沼泽地带应用的装有履带的载重汽车,真是很有趣的。这种汽车载了2 t的货物,加到地面的压强一共只有160 g/cm2,因此,它能够在沼泽地带以及泥泞或沙漠地区行驶得很好。

根据上面所说的,亦可知尖端之所以容易刺进物体,只是由于力的作用所分配的面积小的缘故。锐利的刀子要比钝刀容易切割东西,也可以用完全相同的理由解释,是因为力量集中在比较小的面积上。

所以,尖锐物体容易刺进或切割物体,只是因为在它们的尖端或锋刃上集中了比较大的压力的缘故。