菜刀的刀刃为什么要薄
这天傍晚,亮亮回家后,爸爸也才回来,爸爸一回来就去厨房,拿起菜刀开始磨。
过了一会儿,爸爸磨好了,拿起洗好的蔬菜开始洗起来,边切边说:“刀锋利多了。”
亮亮走过来问:“为什么刀非要磨呢?”
“因为刀刃越薄,越锋利啊。”
“那这是为什么?”亮亮开始打破砂锅问到底。
“这个要涉及到物理学上的压强知识了,刀刃薄,压强大,切菜就更顺手啊。”
“那什么是压强呢?”亮亮继续问。
那么,压强是什么呢?物体所受的压力与受力面积之比叫作压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
增大压强的方法有:在受力面积不变的情况下增加压力、在压力不变的情况下减小受力面积或同时增加压力和减小受力面积。减小压强的方法有:在受力面积不变的情况下减小压力、在压力不变的情况下增大受力面积或同时减小压力和增大受力面积。
液体对容器内部的侧壁和底部都有压强,压强随液体深度增加而增大。
液体内部压强的特点是:液体内部向各个方向都有压强;压强随深度的增加而增加;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体压强还跟液体的密度有关,液体密度越大,压强也越大。液体内部压强的大小可以用压强计(U形管)来测量。
17世纪,德国马德堡市有一位市长,名叫奥托·冯·格里克。他是个博学多才的军人,从小就喜欢听伽利略的故事。他爱好读书,爱好科学,一直读到莱比锡大学。1621年又到耶拿大学攻读法律;1623年,再到莱顿大学钻研数学和力学。他读了三所大学,知识面很广。因此,他能在军旅中生活,又可在政界中立足,更能在科学界发言。他是1631年入伍,在军队中担任军械工程师,工作很出色。后来,投身政界,1646年当选为马德堡市市长。无论在军旅中,还是在市府内,都没停止科学探索。
1654年,他听到托里拆利的事,又听说还有许多人不相信大气压;还听到有少数人在嘲笑托里拆利;再听说双方争论得很激烈,互不相让,针锋相对。因此,格里克虽在远离德国的柏林,但很为托里拆利抱不平,义愤填膺。他匆匆忙忙找来玻璃管子和水银,重新做托里拆利这个实验,断定这个实验是准确无误的;再将一个密封完好的木桶中的空气抽走,木桶就“砰!”的一声被大气“压”碎了!
任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会损坏。物体由于外因或内因而形变时,在它内部任一截面的两方即出现相互的作用力,单位截面上的这种作用力叫作压力。
一般地说,对于固体,在外力的作用下,将会产生压(或张)形变和切形变。因此,要确切地描述固体的这些形变,我们就必须知道作用在它的三个互相垂直的面上的力的三个分量的效果。这样,对应于每一个分力Fx、Fy、Fz、作用于Ax、Ay、Az三个互相垂直的面,应力F/A有九个不同的分量,因此严格地说应力是一个张量。
由于流体不能产生切变,不存在切应力。因此对于静止流体,不管力是如何作用,只存在垂直于接触面的力;又因为流体的各向同性,所以不管这些面如何取向,在同一点上,作用于单位面积上的力是相同的。由于理想流体的每一点上,F/A在各个方向是定值,所以应力F/A的方向性也就不存在了,有时称这种应力为压力,在中学物理中叫作压强。压强是一个标量。压强(压力)的这一定义的应用,一般总是被限制在有关流体的问题中。
垂直作用于物体的单位面积上的压力,用P表示压强,单位为帕斯卡(1帕斯卡=1牛顿/平方米)。
物理知识小链接
不少学科常常把压强叫作压力,同时把压力叫作总压力。这时的压力不表示力,而是表示垂直作用于物体单位面积上的力。所以不再考虑力的矢量性和接触面的矢量性,而将压力作为一个标量来处理。在中学物理中,为避免作用力和单位面积作用力的混淆,一般不用压力来表示压强。