身边有科学:包罗万象的物理
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

小力产生大压强

哥哥有在星期天欣赏音乐的习惯。“来,我们一起听几首独唱歌曲,好吗?”没等我回答,他打开了唱机,放上唱片,优美动听的歌声就响了起来。我看出书戎因为他爸打断了我们的谈话而有点不高兴,就小声对他说:“咱们边听边谈吧。”

“这咿里哇啦的,怎么谈啊?”

“我们就谈唱机吧,你知道唱针对唱片的压强有多大吗?”

他摇摇头:“不知道。”

我提示他:“唱针的针尖和唱片的接触面积大约是0.0001平方厘米,假定唱片上唱头的质量是半两(1两=50克),也就是0.025千克……”

没等我说完,书戎抢着说:“根据‘压强是单位面积上受到的压力’的定义,唱针对唱片的压强计算公式是:p=F/S,而压力F就是唱头的重力G,重力G=mg=0.025×9.8=0.245(牛),而S是0.0001平方厘米,也就是10-8平方米,所以压强是0.245÷10-8=2.45×107(帕),也就是24500千帕。”

“算得对!”我说。

“这压强好大啊!”书戎惊讶地说,“记得我以前曾经计算过,我的体重是49千克,每一只脚同地面接触的面积是175平方厘米,当我站立的时候,对地面的压强是27440帕,大约只有唱针对唱片的压强的1/900!”

“你可知道,还有一种唱机,它的唱头质量少说也有半斤,因此,唱针对唱片的压强可以达到245000千帕。”我估计书戎要问这么大的压强为什么不会把唱片压坏,就补充说,“幸好这种压强是静压强,并且是稳恒地作用在唱片上的,而唱片对于静压强有着惊人的抵挡能力,所以它能够安然无恙。”

“半斤就是0.25千克,重力大约为2.45牛,竟然可以产生245000千帕的压强,”书戎自言自语地说,“这真是小力产生大压强啊!”

“你知道吗?在家里,利用小力产生大压强的例子多得很呢!”

“这我知道,”书戎连珠一样地说,“例如图钉、缝衣针、钉子、锥子、斧头、切菜刀等,都是利用小力作用产生大压强,为我们服务的。”

“说得对!”我说,“和唱针对唱片的压强相比,向墙上按图钉的时候,图钉对墙产生的压强要大得多。假定图钉尖的面积是0.0004平方厘米,按图钉的力若是3.92牛,那么压强就是9.8×108帕。也正因为这样,图钉才能被按进坚硬的墙里。再说切菜刀吧,刀口薄而锋利,切起东西来就省力。用了一段时间,刀口变厚变钝了,受力的面积变大了,再用同样的力去切东西,压强就变小,切起东西来也费劲。切菜刀要经常磨,道理就在这儿。”