鲁伯特之泪的头部很硬但尾部很脆弱,这是什么原理?

2025-04-07 17:43:47
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回答1:

大家对玻璃应该都不陌生吧,在我们的生活中经常能看到各种各样的玻璃。玻璃是一种非晶体非金属的有机材料,大多数以多种无机物矿石作为原材料,如石英砂、硼砂、重晶石等都是它的主要材料,除此之外再加一些少量的辅助原料就可以做出玻璃了,但是有一位鲁伯特王子发现的玻璃是非常神奇的,这种玻璃被人们发现后被称为“鲁伯特之泪”。

鲁伯特之泪,是将熔化的玻璃自然滴入冰水中,冰水就会形成像蝌蚪般的玻璃泪。它的神奇处在它的头部,可以承受20吨的压力,就算用子弹去射击它,也只是留下一道小小的擦痕,但如果拽住了它的尾巴,稍微用点力气,整个鲁伯特之泪就会从尾部处开始崩裂,一直传至头部,不到短短的几秒就会粉身碎骨。

将融化的玻璃滴进冰水中,玻璃的表面会快速冷却形成一个坚硬的外壳,但是外壳下的玻璃却仍然为液态,等外壳里的液体渐渐变成固态时,由于积体发生了变化,使还没有冷却的液态玻璃收缩到外壳处,这使外壳受到强大的压力,而中心也会受到四周相应的拉扯力,也就是如果要打破“鲁伯特之泪”的内力平衡就能使其土崩瓦解,但是它的头部和身躯都有坚固的外壳,所以外力很难将它打碎,只有让它从内向外自己破裂,才是唯一的办法。而尾部正是“鲁伯特之泪”的唯一弱点,整个尾部与中心位置相连,只要稍加用力,尾部就会断裂,一直延伸到头部,使得整个物体瞬间粉身碎骨。这种裂纹的传导速度达到1450—1900米每秒。

 

由于“鲁伯特之泪”其结构上下受力不平衡,所以才能承受巨大的压力,水滴型的潜艇就是根据这个原理设计出来的,现在这个原理在生活中也有很大的用处。对于“鲁伯特之泪”这个致命弊端,很多人觉得只要把尾巴去掉、变短不就行了吗,甚至更多的人认为在适中的环境下,“鲁伯特之泪”就会变成一个球体,根本不会存在尾巴,这样应该就天衣无缝了,但这种方法不是很好,先不说它在真空状态下实验很困难,就算可以,也没办法确保降温点和降温速度的精确,更别说能做出完美的球形了。本身“鲁伯特之泪”就是因为受力不均的外形,导致头部坚硬难摧,如果真的把它做成了球状,那就跟重做一个球形的玻璃一样。