釘床
壓力和力的差別
目的
加深觀眾對作用力和壓力的體認。
實驗
實驗裝置: 四百支釘子密布的釘床和氣球。
原理思考
為何氣球不易被釘床刺破？
×原理探究
壓力是指單位面積上有多少的外力，沒超過臨界值時，氣球是不易刺破。
單一支鐵釘施力雖小，但作用面積也小，所以產生之壓力很大，因此容易刺破氣球；同樣的釘床上施加的力雖大，但釘床接觸氣球的總面積也大，所以淨壓力變得遠比單一支鐵釘的壓力小，演示的氣球就不容易刺破。
討論
- 若將實驗改成人體，痛苦的反應是看力的大小還是壓力的大小?
- 釘床的疏密度會不會造成差異?
- 在釘床上跳芭蕾舞會有甚麼結果?
×原理探究
- 人體表面有許多神經，同樣的也是由壓力決定人的痛苦程度。
- 因壓力為單位面積上有多少的外力，所以當外力固定時，釘床的釘子越多其壓力越小；反之釘子越少壓力越大。
- 調整釘床上釘子的密度直到人體可以接受的範圍時，在釘床上跳舞其實一點也不會痛。
關於實驗
用鋼釘比較安全。釘子的密度是越高越好。板子用越硬的材料越安全。
使用前必須先確定釘子在用力敲擊釘板背部時也不會從釘板上鬆脫，否則有致命的危險。
參考資料
- D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, "Fundamentals of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York.
製作
v.1 林政達
指導老師
易台生
撰稿
杜宗勳
