鋼針穿透玻璃 (壓強與動能的關(guān)系)
首先把一塊完好無損的玻璃架在空中,然后表演者要設(shè)法讓一根細小的鋼針穿過玻璃。
一些人認為,鋼鐵的硬度比玻璃大得多,因為玻璃經(jīng)不起敲打,失手一掉就碎,而鋼鐵卻是堅韌無比。如果用鐵棒大力敲擊普通玻璃,發(fā)現(xiàn)要弄碎玻璃并不是難事,但不要以為用鋼針擊穿玻璃輕而易舉。其實,玻璃的硬度比鋼鐵大,若用鋼鐵在玻璃上刻劃,便會發(fā)現(xiàn)玻璃上并無殘留鋼鐵的“杰作”,相反,玻璃卻可以在鋼鐵上任意留下痕跡。這就足一證明鐵并不比玻璃硬。倘若要問鐵為何會輕易擊碎玻璃,這就要歸結(jié)與玻璃本身的質(zhì)地了。玻璃硬而脆,受到強力沖擊容易支離破碎,這就解釋了為何玻璃比鐵硬卻容易被鐵敲碎。
鐵用力擊打玻璃,需要制造足夠沖力才能把它擊碎,這便要求鐵本身要具有一定的質(zhì)量,但魔術(shù)中使用的只是小小的一根鋼針。顯然,單純地憑借鋼針自身的質(zhì)量來擊穿玻璃是行不通的。這時,需要兩個簡單的知識來解決。
首先是壓強與受力面積的問題。在初中時候,我們都學(xué)過,相同的壓力下,物體受力面積越小,作用效果越大。這就是為什么人們在制作圖釘時,要把用手按的那一頭做得又平又大而不是為節(jié)約工本減小它的面積。此魔術(shù)的通理也正是如此。通過鋼針的針尖,使玻璃相對容易刺穿。
但玻璃要比墻和木頭硬多了,并不是像按圖釘一樣用手的力量就可解決問題。這便引出另一個知識——動能與速度的關(guān)系。動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān),在這里,細小的鋼針顯然不能通過質(zhì)量來提高動能。所以,鋼針的速度就是魔術(shù)成功的關(guān)鍵。運動速度越大,撞擊物體時產(chǎn)生的能量就越大。曾經(jīng)發(fā)生過高速運行的飛機被空中的飛鳥擊穿的事故。小鳥能穿過飛機的鋼板,可想而知,當(dāng)時的力量是多么驚人。誰都知道,如果地球被小行星撞上的話,后果將會如何。1994年,科學(xué)家拍攝到了一顆直徑約50千米的小行星與木星“親密接觸”的相片,在木星上發(fā)生了巨大的爆炸,覆蓋面甚至比整個地球還大,要不是木星體積夠龐大,恐怕如今太陽系也只有“八大行星”了。小行星能產(chǎn)生如此驚人的力量,也是由于它受到引力作用,撞擊時擁有足夠的速度。
用針刺穿玻璃需要上述兩個條件同時具備,既要保證鎮(zhèn)豎直與玻璃接觸,又要達到一定的速度,這純粹就看表演者的技術(shù)了。
掃微信二維碼,實時關(guān)注最新冬夏令營動態(tài)
閱讀上一篇:魔術(shù)表演中的物理知識之鋸人
常見問題
最受歡迎的線路TOP10