壓強與形變

洪海盛

力的作用效果可以使物體產生形變，而形變的程度取決于壓強的大小。根據壓強的定義式p=F/S可以知道：增大壓力或減小受力面積可以增大壓強。請看下面具體現象：

現象1：為了使木樁容易打入地面（使地面局部產生較大形變），可以把木樁削尖（減小受力面積），使一定的力集中作用在較小的 面積上產生較大的壓強。

現象2：人走過松軟的地面時為了不致于陷下去（減小形變程度），常在地面上墊上一塊木板（增大受力面積），使人對地面的壓力均勻分散到較大的受力面積上，達到減小壓強的目的。

現象3：用力握緊雞蛋（受力面積大，壓強小），雞蛋不會破碎（蛋殼形變程度很小）。可是雞蛋在桌邊或在碗沿上一碰（受力面積小，壓強大），蛋殼就破了（形變程度大）。

當我們明白了壓強與形變程度的關系后，不妨對下面的問題進行討論：

(1)冬天，河水已結冰，人們希望從冰面上過河，那么冰面是否會破裂，是取決于人對冰面的壓力還是冰面所受壓強的大小呢？如果冰面能夠承受的最大壓強是5×105 Pa ,某人單腳鞋底的面積是200cm2，體重為600N，他能安全過河嗎？

不言而喻，能否安全過河取決于冰面受到壓強的大小。人在行走過程中單腳著地時，冰面受到的壓強最大，此時p=F/S=600N/2×10-2m2=3×104Pa<5×105 Pa ,所以他能安全過河。

(2)用雙手食指同時按住鉛筆的兩端（一端已削尖），向中間用力時，兩個手指有什么不同的感覺？拿開鉛筆看看手指上印痕有什么不同？

兩手同時向中間用力，鉛筆保持靜止?？梢?，兩手指對鉛筆的作用力大小相等，物體間的作用力是相互的，此時兩手指受到鉛筆的壓力也大小相等，可是兩手指的凹陷程度卻不一樣，痛的程度也不同，這是為什么呢？原來兩手指的受力面積不同，按住筆尖的手指受力面積小，壓強大；按住筆尾的手指受力面積大，壓強小。