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物理学家教你打鸡蛋

已有 3811 次阅读 2017-5-5 16:16 |系统分类:科普集锦

物理学家教你打鸡蛋,算一个断裂力学的科普案例。

 

科学或者断裂力学可以帮助您实现完美的打鸡蛋。

 

学会一个鸡蛋是烹饪的必备课。正确的打蛋姿势,是让蛋液流到碗里面。错误的打蛋姿势,会把蛋黄弄的自己满手都是。 

 

幸运的是,无聊的科学家制定了一套公式用于实现完美的打鸡蛋 为了了解这套公示,我们所需要的只是了解一些基本的物理原理。

 

打鸡蛋要在蛋上形成一个完美的裂缝,你需要知道在哪里和用多大的力量形成这个裂缝。 杜克大学材料科学家Volker Blum说:你应该在蛋的最平坦的部分开始这个裂缝,就是在蛋的中间位置。

 

像所有的物体一样,蛋壳存在断裂点,也就是当力超过这个极限点时,它们就不能再吸收更多力而发生断裂。 鸡蛋中心处的断裂极限点最小。美国西北大学的机械工程师西南·凯登(Sinan Keten)说,这正是因为鸡蛋中心区域最为平坦。 相反,蛋的顶部和底部的断裂点是最强的,因此最难破裂,这是因为它们具有最大的曲率。

 

想象拱形的桥,它是一个圆形的结构,而不是扁平的 。拱形能够承受较重的载荷而不破裂,因为它能更均匀将载荷进行分配。 鸡蛋也是如此。 事实上,如果你在鸡蛋的两个顶部握住鸡蛋,尽可能的挤压,那么你施加足够的力量仍不能捏碎鸡蛋。 这是因为壳的曲线均匀地分配了你施加的压力。

 

现在你已经发现了破裂的最佳点,你需要快速的做出一个初始裂缝,这个裂纹要足够大,要保证足以让你的拇指穿过这个裂缝。

 

根据断裂力学,一旦你在一个对象中创建了一个裂缝,这个裂缝会逐渐扩展,直到你应用了足够的力使得裂纹达到一个叫做临界裂纹长度的东西。更确切的说,是你应用了足够的力使得裂纹尖端的力达到了材料的断裂韧性。 一旦满足这个临界条件,只要这种力量保持稳定,裂纹将迅速增长。

 

如果你曾经走过一个冰冷的冰冷的池塘,看着脚下的裂缝,这和打鸡蛋的道理一样。 在达到临界裂纹长度之后不久,你就会从冰块上掉下去。 

 

为了在开裂后成功打开鸡蛋,您必须在你创建的初始裂缝边缘施加必要的力量,使裂纹继续扩张。 不过要注意用力不要过大。可以通过在鸡蛋壳两端彼此进行拉扯,使蛋壳上的裂纹进一步长大。

 

最终,借助断裂力学,一个干净,快速的打鸡蛋工作完成,保证你不会把餐厅弄的一团糟。

 

无聊的科学家制定的实现完美的打鸡蛋的公式如下:

1做出一个快速的初始裂缝:

握紧鸡蛋,将鸡蛋中部敲击碗边,不用太用力有凹陷而蛋未洒出即可。

2在你创建的初始裂缝边缘施加必要的力量,使裂纹继续扩张

两手左右握住鸡蛋两端,两拇指伸入初始裂缝,左右一掰,左右一掰,顺势将蛋液流入碗中。

 

话说人人都会的打鸡蛋,科学家来凑什么热闹,但是这的确是一个不错的断裂力学的科普选题。

 

文章原文出自大众科学网站,本人进行了翻译和整理。

 



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