不一般的“重”與“力”

捌元

周末，爸爸帶寧寧去兒童樂園游玩。兒童樂園里擠滿了開心玩耍的小朋友，他們穿梭在各個游玩項目中，銀鈴般的笑聲給熱鬧的兒童樂園增添了別樣的配樂。

寧寧依依不舍地從旋轉(zhuǎn)木馬上下來，轉(zhuǎn)眼就看到了爸爸手上拿著兩個漂亮的氣球。她開心地向爸爸跑去，接過爸爸手里的氣球后，便愛不釋手地摸了又摸。寧寧拉著細(xì)繩，感到細(xì)繩另一端的氣球輕飄飄的，就向爸爸提出了自己的疑惑：“爸爸，氣球里面裝的是什么東西??？它是不是沒有質(zhì)量？不然為什么我感覺氣球輕飄飄的？”

爸爸一邊用紙巾擦去寧寧頭上的汗，一邊解釋：“氣球里面裝的是空氣?？諝獠⒉皇菦]有質(zhì)量，它只是比較輕?！?/p>

空氣有質(zhì)量嗎

空氣無時無刻不縈繞在我們身邊，我們卻看不見它，也摸不著它。因此，有許多人可能會認(rèn)為空氣是輕飄飄的，沒有質(zhì)量。經(jīng)過科學(xué)測量，空氣雖然看不見、摸不著，但它也是有質(zhì)量的。那空氣到底有多重呢？

在考慮這個問題之前，我們先通過實驗來驗證空氣是否有質(zhì)量。首先找來一架天平，再把兩個沒充氣的、大小相同的氣球分別放在天平兩端的托盤里，這時天平是平衡的。接著，我們給左邊的氣球吹氣，吹好氣后，再將氣球平穩(wěn)地放在天平上。等天平穩(wěn)定后，我們可以發(fā)現(xiàn)，天平向左邊傾斜了。

接下來，我們來計算空氣的質(zhì)量。在0℃及標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，空氣的密度為1.29千克/立方米。根據(jù)“質(zhì)量=密度×體積”的公式，1立方米空氣的質(zhì)量為1×1.29=1.29（千克）。

既然每立方米的空氣有1.29千克，那么這樣的質(zhì)量應(yīng)該會對我們的身體造成一定的壓力，但我們?yōu)槭裁礇]有感受到空氣施加在身上的壓力呢？這是因為我們的肺中也有空氣，它們和外界是相通的，所以我們體內(nèi)和體外的氣壓幾乎相同。也就是說，空氣在外界對我們產(chǎn)生壓力，我們也在對外界產(chǎn)生相同的壓力，兩者之間沒有壓力差，自然就感受不到壓力。

機(jī)窗的“秘密”

其實，空氣的壓力是無處不在的，我們可以用氣球來感受空氣帶來的壓力。當(dāng)氣球充滿氣的時候，無論是用一根小針還是一根小樹枝扎它，整個氣球都會發(fā)生爆炸。這是因為氣球中的空氣在迅速往外流出的同時，對小孔周圍產(chǎn)生了巨大的壓力，這樣的壓力可以在瞬間就把氣球撕裂。

而在高空中，空氣非常稀薄，因此空氣密度低，氣壓也低。為了使艙內(nèi)旅客感受更舒適一些，飛機(jī)在飛行過程中會給艙內(nèi)增壓，這樣就會造成機(jī)艙內(nèi)外的壓力差。這種壓力差產(chǎn)生的載荷會傳送到機(jī)身的結(jié)構(gòu)上。所以，當(dāng)你坐上飛機(jī)的時候，可以從飛機(jī)的構(gòu)造等方面感受到為了減少飛機(jī)所受的載荷而做出的設(shè)計。比如，飛機(jī)的機(jī)窗要做成橢圓形，而不是長方形，這樣可以讓機(jī)窗受到的載荷更加均勻一些。

因為飛機(jī)的機(jī)窗是一個比較大的開口，所以飛機(jī)的整體載荷會通過機(jī)體等部位傳遞到機(jī)窗處。為了使機(jī)體各部位傳遞到機(jī)窗的載荷能夠均勻地分布而不是集中在機(jī)窗的某個部位，可以將機(jī)窗設(shè)計成橢圓形，這樣可以避免機(jī)窗的拐角處產(chǎn)生裂紋，從而提高飛機(jī)的使用壽命。

空氣雖輕，但也有質(zhì)量。飛機(jī)雖然能在空中自如地飛行，但各處都承受著不一樣的壓力。你對空氣的質(zhì)量與壓力還有哪些了解嗎？趕緊掃描二維碼，關(guān)注我們的微信公眾號，和我們一起分享吧！