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引言:小时候我们总喜欢站在池塘边把一块块小石子投入池塘里,然后看溅起的水花,这是儿时的一种乐趣。长大了我们知道比池塘还要大的水域还有江河湖海,其中海洋面积是最大的。那么如果把一块石头投入海洋里,它会一直下沉吗?还是最终被压碎?
放眼整个太阳系,存在水资源的星球并不多,其中地球就是最明显的一颗。相比起其他星球来说,地球的水资源是直接显露在地表的,这体现在地球上的海洋面积占到了总面积的70%左右。不仅如此,科学研究认为地球最早的生命就是在海洋诞生的,然后海洋生命经过了漫长的演化之后才发展成了陆地生命。作为陆地生命的人类,虽然我们很多人对海洋十分向往,但我们能够潜入海洋的深度是有限制的,其根本原因就是随着深度的增加海洋的压力也在不断增加。
既然深海的压力如此大,那么往海里投入一块石头后,它是会一直往下沉还是会被深海巨大的压力给粉碎呢?对于这样的问题,估计很多朋友会认为石头当然会被粉碎,人类制造的金属物质进入深海地区后也会受到压力的作用而变形,更不用说硬度比金属还小的石头了。实际上这个问题需要分多种情况来讨论,其中就涉及了石头在海洋中的受力分析。
学过中学物理的朋友就明白,一个物体放入液体中是会受到一定的浮力的,这个浮力与液体的密度、物体沉入的深度以及地球重力加速度有关。当物体受到的浮力比重力大时,物体就会浮在液体表面;如果物体受到的浮力比重力小,那么物体就会沉入液体的底部;如果两个力大小相等,那么物体就会悬停在液体中。所以我们要看投入海洋中的石头受到浮力与重力的大小情况,就要比较石头的密度和海水的密度。
也就是说,如果一颗石头的密度比海水密度大的话,它就会一直下沉,直到沉底。那么当石头进入深海地区之后,它是否会被强大的压力给压碎呢?答案是不会的,其中的道理也不难懂。在生活中我们如果要将一个鸡蛋压碎,是需要在它的某个点或者某些点施加一定大小的力。这时候的鸡蛋四面八方受到的力是不一样的,因此很容易就被压碎。但在海洋中的石头在各个方向受到的力几乎是相等的,而且根据第四强度理论,沉入深海区域的石头并不会被压碎,反而会被压得变形。
实际上我们在沙滩上看到的小石头就是在深海区域常年经过压力磨炼而成的,这使得它们的表面看起来比较光滑,而且拿起来也比较重,这是因为它们的密度在高压力的环境下增加了。