怎样扔鸡蛋更不易碎?研究称侧向坠落蛋壳能更好承受冲击

2025-05-09 11:04来源: 中国新闻网

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中新网北京5月9日电 (记者 孙自法)施普林格·自然旗下专业学术期刊《通讯-物理学》最新发表一篇物理学论文称,蛋在侧向掉落时比竖直掉落更不容易碎。这项控制试验模拟了常见的课堂科学实验“抛蛋挑战”,发现侧向坠落时蛋壳能更好地承受冲击。

怎样扔鸡蛋更不易碎?研究称侧向坠落蛋壳能更好承受冲击

本项研究成果相关示意图(图片来自论文)。施普林格·自然 供图

该论文介绍,“抛蛋挑战”的目标让学生从一定高度抛落鸡蛋,同时防止它们破裂。传统观点一般认为,鸡蛋在竖直掉落时更坚固不易碎,这个说法常见于学校教学指南和科普传播。

在本项研究中,美国麻省理工学院研究团队与合作者进行了180次抛蛋测试,以比较鸡蛋在竖直和侧向掉落时的破碎状况。在将60个蛋分别从3个不同高度(8、9、10毫米)分别垂直掉落到硬质表面后,研究团队发现,平均而言,竖直掉落的鸡蛋在较低掉落高度下就会破裂。竖直掉落的鸡蛋有超过一半在8毫米高度下破裂,与蛋的哪一头朝下没有关系,但水平掉落的鸡蛋只有不到10%在这一高度下破裂。

怎样扔鸡蛋更不易碎?研究称侧向坠落蛋壳能更好承受冲击

麻省理工学院大圆顶前,本项实验研究中的部分鸡蛋(图片来自论文作者)。施普林格·自然 供图

研究团队又以60个鸡蛋做了另外的压缩测试,检测水平和垂直方向压碎鸡蛋所需的力,发现在两个方向上压碎鸡蛋都需要45牛顿的力,但水平受力的蛋在破裂前可以承受更大压缩。他们认为,这意味着鸡蛋在水平“赤道”方向更具韧性,因此该方向上在破裂前能吸收更多能量。

怎样扔鸡蛋更不易碎?研究称侧向坠落蛋壳能更好承受冲击

本项研究中,研究人员在进行动态抛蛋测试前测量鸡蛋(图片来自论文作者)。施普林格·自然 供图

论文作者总结指出,鸡蛋竖直掉落更不易碎的普遍误解,可能源于对物理属性“刚度”“强度”和“韧性”的混淆;鸡蛋在被垂直压缩时刚度更高,但这不意味着这个方向的韧性也高。他们认为,未来研究可以探索这些发现的工程应用,例如结构在动态负荷下的响应机制。

[责任编辑:张魏桔]
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