根据通信物理学5月8日发布的一项研究,鸡蛋在侧面脱落时比垂直脱落更不容易破碎。控制实验模拟了常见的课堂科学实验“抛蛋挑战”,发现蛋壳在侧面坠落时能更好地承受冲击。
在“抛蛋挑战”中,学生从一定高度扔鸡蛋,防止它们破裂。一般认为,鸡蛋在垂直脱落时不易碎,这在学校教学指南和科普传播中更为常见。
麻省理工学院的Tall Cohen和同事们进行了180次抛蛋测试,以比较鸡蛋在垂直和侧面坠落时的粉碎情况。
将60个蛋从三个不同的高度(8个)、9、10毫米)掉到硬表面后,作者发现,在平均水平上,垂直掉落的鸡蛋会在较低的脱落高度下破裂。超过一半的垂直鸡蛋在8毫米的高度下破裂,这与哪一端朝下无关。但只有不到10%的水平鸡蛋在这个高度下破裂。作者还对60个鸡蛋进行了其他压缩测试,以测试水平和垂直方向压碎鸡蛋所需的力。在两个方向上压碎鸡蛋需要45牛顿力,但水平力的鸡蛋在破裂前可以承受更大的压缩。作者认为,这意味着鸡蛋在水平“赤道”方向更有弹性,所以这个方向可以在破裂前吸收更多的能量。
作者总结说,对鸡蛋垂直脱落的常见误解可能源于对物理属性的“刚度”、“强度”和“韧性”混淆了。当鸡蛋被垂直压缩时,刚度更高,但作者说,这并不意味着这个方向的韧性也很高。作者还指出,未来的研究可以探索这些发现的工程应用程序,如动态负荷下的响应机制。
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