从生活中学物理

装满水的瓶子

有两个相同的玻璃瓶，一个是空的，另一个装满了水，从相同的高度落到地上。哪个瓶子容易打碎？一般来说，重的瓶子容易破碎。然而，当瓶子装满水时，瓶子中的水具有另一种功能，这可以减少瓶子的变形并使瓶子不容易破裂。

玻璃瓶的破损主要是由变形引起的。空瓶掉到了地上，对瓶子施加了持续的压力。瓶子由外向内变形，最后破裂了。瓶子装满了水，这是不可压缩的，因此减少了变形，使瓶子不容易破裂。如果瓶子装满水，盖子拧紧，就不容易打破。

大力士筷子

思考

将筷子插入盛有米饭的杯子，然后举起筷子。筷子能举起米饭和杯子吗？

材料

一个塑料杯，一个米杯和一根竹筷子。

操作

1.将塑料杯装满大米；

2.用手按杯子里的米饭。

3.用手按住米饭，用手指夹住筷子。

4.用手轻轻举起筷子。杯子和米饭一起举起。

解释

由于杯内米粒之间的挤压，杯内的空气被挤压，杯外的压力大于杯内的压力，使得筷子和米粒紧密结合在一起，使得筷子可以将杯子提起变成米饭。

茶杯里的勺子

一个有经验的家庭主妇，当她把热茶倒进客人的杯子时，为了避免杯子破裂，她永远不会忘记把茶匙放在杯子里，最好是银茶匙。生活经验教会她做好这件事。那么，这种做法的原则是什么？

首先，我们必须理解为什么在倒开水时杯子会碎。

这是因为玻璃杯的所有部分不能同时膨胀，倒入杯中的开水不能同时加热杯子。它首先烫伤了杯子的内壁，但此时，外壁还没有来得及烫伤。内壁受热后立即膨胀，但外壁暂时保持不变，因此受到内部的强烈挤压。这样，外壁被挤压——玻璃破裂了。

你不要认为杯子很厚就不会裂开。厚杯子在这方面最不可靠。厚杯子比薄杯子更容易破裂。原因很明显。薄的杯壁将很快被烧穿，因此杯的内层和外层的温度将很快相等，并将同时膨胀。然而，对于厚壁杯子，烫伤厚壁杯子要慢一些。

当选择薄杯子或其他薄玻璃器皿时，有一件事不应该忘记:不仅杯壁应该薄，而且杯底也应该薄。因为当倒开水时，最热的东西是杯底。如果杯底太厚，那么，不管杯壁有多薄，杯子还是会碎。厚圆脚的玻璃和瓷器也容易破裂。

玻璃器皿越薄，加热越舒服。化学家使用非常薄的玻璃器皿。他们用这种玻璃器皿盛液体，然后直接在灯上燃烧，直到沸腾。他们不怕它会爆炸。

当然，最理想的容器应该是受热时不会完全膨胀的容器。应时是一种膨胀很小的材料。它的膨胀度只有玻璃的1/15到1/20。由透明应时制成的厚壁容器可以随意加热而不会破裂。你可以把一只烧得通红的应时船扔进冰水里，而不用担心它会爆炸。这部分是因为应时的热导率也比玻璃大。

玻璃在被快速加热之前不会破裂，但是当它快速冷却时也会发生同样的情况，因为当玻璃收缩时，作用在玻璃上的压力是不均匀的。杯子的外层因寒冷而收缩，并紧紧地压在内层上，但内层还没有时间冷却和收缩。因此，举例来说，装满热果酱的玻璃罐绝不能立即放在寒冷的地方或直接浸入冷水中。

好吧，让我们回到杯子里的银茶匙。银茶匙如何确保玻璃不会破碎？

只有将沸水快速倒入玻璃时，玻璃的内壁和外壁才会被不同程度地加热。温水不会使杯子的各个部分受热非常不同，所以它不会产生强大的压力，杯子也不会破裂。如果杯子里有一茶匙，会发生什么？

那时，当开水被倒入玻璃底部时，在玻璃(热的不良导体)被加热之前，一些热量被分配到良导体的金属茶匙上。因此，开水的温度降低了，它从沸腾的开水变成了热水，对玻璃杯没有任何阻碍。至于继续倒入的开水，对杯子来说并不可怕，因为杯子有时间变得稍微热一点。

总而言之，杯子里的金属茶匙，尤其是柄茶匙，如果很大，会减轻杯子受热不均的情况，从而防止杯子破裂。

足球中的香蕉球

如果你经常看足球比赛，你一定在前场看到过直接任意球。这时，通常有五六名防守队员在球门前形成一堵“人墙”来阻挡球门路线。进攻队的主罚球员用脚大力射门。球绕过了“人墙”，正要离开球门。然而，他转身进入了目标。守门员措手不及，眼睁睁地看着球进了大门。

这是神奇的香蕉球。

为什么足球在空中呈弧形飞行？原来，当“香蕉球”受到惩罚时，球员并没有把脚从足球的中心拉出来，而是稍微向一侧倾斜，同时用脚背摩擦足球，使球在空中向前移动，同时不断旋转。这时，一方面，空气逆着球向后流动，另一方面，由于空气和球之间的摩擦，球周围的空气将再次一起旋转。这样，球一侧的空气流动得更快，而另一侧的空气流动得更慢。物理知识告诉我们，气体速度越高，压力越低(伯努利方程)。由于足球两侧的气流速度不同，它们对足球产生的压力也不同。结果，足球在空气压力的作用下*转向空气流动速度高的一侧。

在乒乓球运动中，当运动员切球或拉环时，球的路径会因为与“香蕉球”相同的原因而改变。