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火柴盒上为什么能站人

【分类】物理
【答案】 空火柴盒真的能承受得起一个人的重量吗？
在回答这个问题前，我们先做一个小实验：拿一根火柴梗，并将它的两端悬挂起来
这时，只要在火柴梗的中间略微施加一个力，火柴梗就立即被折断
如果将大柴梗竖直放在桌面上，在火柴梗的上端沿梗的方向压这根火柴梗，则需很大的压力，才能将火柴梗压断
这个小实验告诉我们：木头的抗压强度大于抗弯曲的强度
因此，别看火柴盒是如此单薄，但它的抗压能力是非常惊人的
理论计算表明，一个空火柴盒确实能承受得起一个较消瘦人的体重，何况轻功表演者一般都至少要用两个火柴盒
那么，为什么轻功表演者都选择火柴盒来表演呢？
因为火柴盒是众所周知非常容易压坏的脆弱物品
实际上，它的结构是一种箱形结构，从结构力学的角度来看，若以同样多的材料制造一个受压受弯作用的结构件时，则箱形结构比其他结构形式能承受更大的压力
这就是为什么我们日常看到的大型汽车吊臂都是箱形的原因
轻功表演者选择火柴盒作为道具既能确保表演取得成功，又能使观众惊叹不已
当然，话得说回来，要表演这个节目也非易事，必须要下几番苦功，练就人体平衡的高超控制能力，才能用力均匀地站在火柴盒上
人们还在电视上看过演员双脚踩在4个鸡蛋上，双手提着两桶水的表演
65公斤左右的重量压在4个鸡蛋上，为什么鸡蛋踩不碎呢？
首先是因为蛋壳是凸曲面
这种拱壳结构能把外来的压力均匀地分散开，所以拱壳形的物体都有很好的抗压性能，个个都是“大力士”
如果你仔细地观看表演者脚下的特写镜头就会发现：表演者所踩的鸡蛋，前面的那个不是踩在脚掌下，而是被“握”在脚掌和脚耻之间；后面的也不是在脚跟下，而是“握”在脚跟和脚心之间
两个鸡蛋都处在软窝里，和脚的接触面就大多了
粗略地计算一下，双脚与4个鸡蛋的接触面积大约有50厘米2
65公斤均匀分布在50厘米2上，压强只有2.6公斤／厘米2
再加上鸡蛋拱壳结构的抗压性能好，鸡蛋就不容易压碎了
人们受了蛋壳压不碎的启示，建造了坚固美观的圆屋顶的“薄壳”屋顶
它们所以非常坚固，和蛋壳踩不碎的原理完全一样
当然，踩鸡蛋并不是每个人都能做到的事
必须经过长期艰苦的锻炼，下很大的功夫，才能使自己的体重均匀地分布在鸡蛋上，使压强减小
从这个意义上说，这可算是一种“轻功”

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