压强与形变

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  力的作用效果可以使物体产生形变,而形变的程度取决于压强的大小。根据压强的定义式p=F/S可以知道:增大压力或减小受力面积可以增大压强。请看下面具体现象:
  现象1:为了使木桩容易打入地面(使地面局部产生较大形变),可以把木桩削尖(减小受力面积),使一定的力集中作用在较小的 面积上产生较大的压强。
  现象2:人走过松软的地面时为了不致于陷下去(减小形变程度),常在地面上垫上一块木板(增大受力面积),使人对地面的压力均匀分散到较大的受力面积上,达到减小压强的目的。
  现象3:用力握紧鸡蛋(受力面积大,压强小),鸡蛋不会破碎(蛋壳形变程度很小)。可是鸡蛋在桌边或在碗沿上一碰(受力面积小,压强大),蛋壳就破了(形变程度大)。
  当我们明白了压强与形变程度的关系后,不妨对下面的问题进行讨论:
  (1)冬天,河水已结冰,人们希望从冰面上过河,那么冰面是否会破裂,是取决于人对冰面的压力还是冰面所受压强的大小呢?如果冰面能够承受的最大压强是5×105 Pa ,某人单脚鞋底的面积是200cm2,体重为600N,他能安全过河吗?
  不言而喻,能否安全过河取决于冰面受到压强的大小。人在行走过程中单脚着地时,冰面受到的压强最大,此时p=F/S=600N/2×10-2m2=3×104Pa<5×105 Pa ,所以他能安全过河。
  (2)用双手食指同时按住铅笔的两端(一端已削尖),向中间用力时,两个手指有什么不同的感觉?拿开铅笔看看手指上印痕有什么不同?
  两手同时向中间用力,铅笔保持静止。可见,两手指对铅笔的作用力大小相等,物体间的作用力是相互的,此时两手指受到铅笔的压力也大小相等,可是两手指的凹陷程度却不一样,痛的程度也不同,这是为什么呢?原来两手指的受力面积不同,按住笔尖的手指受力面积小,压强大;按住笔尾的手指受力面积大,压强小。
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