初.212.吹蛋带来的压强
南岸区珊瑚中学 王纪元
可曾想过,吹一口气的压强会有多大?前几天,我收看了央视二套的《是真的吗?》节目。我对其中的一个实验记忆犹新。主持人取来一枚松花蛋,重庆人管它叫皮蛋。在蛋的两头各开了一个小口,说是根据网友的说法能把蛋从蛋壳中吹出来。一位不相信的观众自告奋勇地上台尝试,结果一口气就很轻松地把松花蛋完整无损地从小头向大头吹了出来。
这个小实验的道具和方法都简单而好掌握,虽然是亲眼所见,我决定要亲自尝试了一下:我用了一枚鸡蛋。第一口气下去被反弹了回来,难道亲眼所见的视频会是特殊处理的?再来:吹第二口气时有些憋,但是已经有些蛋从大头挤了出来,看来是劲使小了。第三口气,一个鸡蛋果真被我吹了出来。
由于一次试验不够准确,于是我又进行了多次试验,虽然不能很轻松的把鸡蛋吹出,但多吹几下过后,这个实验还是能够成功。观察吹出鸡蛋后的蛋壳,表面还分布着许多深浅长短不一的裂纹。一只手都捏不碎的鸡蛋,为什么吹一口气就有这么大的效果呢?
一连串的问题也紧随而至:为什么吹一口气就能把鸡蛋吹出来呢?这一口气的力的压强有多大呢?为什么鸡蛋表面有这么多裂纹呢?吹鸡蛋又为什么比吹松花蛋有难呢?
上网查询,网友的观点与节目中所阐述的原理基本相同:因为鸡蛋的两头都开了一个口,所以当从小头向大头吹气时,根据压强公式P=F/S 可得到:因为小头部分的受力面积比大头部分受力面积小,当F一定时,S越小的一方的P越大。因此 P小 比P大要大,所以鸡蛋从小头向大头方向移动。
第二个问题:一口气的压强有多大?以我为例,我的肺活量大约为2000ml,2000ml=2000立方厘米根据公式:m=ρV得m水=1g/cm3×2000cm3=2000g,又因为气流是竖直方向,所以根据公式G=mg得:G=2000g×10N/kg=20N,即吹鸡蛋时的压力约为20N。鸡蛋开口约为0.0001m2,有根据压强公式:p=F/S得: P压=20N/0.0001m2=2×105Pa。也就是说鸡蛋所受的压强与坦克对地面的压强(1.63×105Pa)差不多。
由此可见,吹一个小小的鸡蛋造成的压强是如此的大,因此,能够吹出一个鸡蛋亦应该不是什么难事了,鸡蛋表面上的裂纹也有了解决。
最后一个问题:吹鸡蛋和松花蛋的区别在哪儿?我想原因有两点:第一,那位观众是一个青年男子,肺活量应该比我大很多。第二,鸡蛋与松花蛋结构不同,鸡蛋的蛋白外有一层内膜与鸡蛋紧密相连,当我吹气时,因为力的作用是相互的,所以已有一个摩擦力阻碍运动。而松花蛋经过了加工,内膜已经破碎,或与蛋壳有了空隙,这两个条件才使得吹鸡蛋比吹松花蛋更难。
一个生活中的小窍门,却蕴含着这么多的物理知识。通过这次试验,我也对物理产生了更加强烈的好奇。看起来不可能的事,也许就是事实。
本文从一个电视节目的观看而激发他对物理的兴趣,不论从查阅资料还是实验探究,对于一名刚接触物理的他来说,这种追求物理真理的精神是难能可贵的。他能通过文献法和实验法两种方法对吹鸡蛋时的压强大小进行详细探究。
市初评点评:该生能用所学的物理知识来探究、解决所遇到的问题,是非常好的。整篇论文从发现问题到多次试验,查阅资料,再到用所学知识进行理论验证,最后得出结论,体现了非常严谨的探究过程,这是一篇很有实用价值的论文。