一日,我坐在椅子上就想为什么它可以让人坐下而不至于坍塌。我们都知道椅子的重量最多不超过十斤,可是足足有一百多斤?你可能说脚放在地上,分担了一部分重量。问题是人的重心是在椅子上,应该是椅子承受的重量多。为了保险起见,我们不妨就假设椅子仅仅承受了20斤的重量。这应该没有问题吧!问题是椅子不到十斤如何可以承受20斤的物体呢?问题并没有想象的那么简单。我们知道椅子在地面上,地面必然对椅子有支持力。如果地面的支持力足够大,那么就应该能够抵消人所带来的重力。或许不容易理解。这样来看。你自己走路的时候轻轻松松,可是背上一旦背个人却感觉如大山压背。按照刚才的设想,地面应该会抵消人所带来的压力,可是事实并非如此。这说明什么?就是说,假如你给地面100牛的重力,而地面会给你90的牛的支持力。地面与人给对方的作用力并不是相等的,而是有些不同。比如两个人给地面施加了200牛的重力,而背人的人可能就会受到160牛的支持力。而人所感觉到的是差的40牛重力。假设人为140斤,椅子为10斤。那么,椅子承受的重力就是1500牛。地面给了椅子1300牛的支持力,而椅子只需承担200牛的压力。即它需要承受自身重力两倍的压力。你拿一个方块的泡沫来坐肯定不行,所以硬度也提供了一部分作用力。我们想一个问题。硬度等于密度吗?硬度高的物体就一定密度高吗?有个例子可以说明。木头的密度比水低,可是我们都知道木头的硬度比水高出不少。丢一个石头到水里,石头必然下沉到水底。由于密度规律,石头的密度就比木头的密度大。我们虽然用斧头砍木头费力,但是还是可以砍开的。而石头就不能了。所以,我们可以知道石头的硬度比木头的大。也就是在排除特殊情况时,硬度可以说就是密度的反映。再说,有些物体虽然人坐上去时会变形,但是还是可以在一定程度承受人的。而且和椅子的情况也很相似。我们知道密度可以理解分子间距离。密度小,代表分子间距离小。反之,则大。换言之,就是超强的分子间作用力来承担了这200牛的压力。
椅子的承重
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