鲁伯特之泪的力学原理(鲁伯特之泪的力学原理应用)

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&rdquo。

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。

鲁伯特之泪的力学原理应用

如果有人问起这个世界上什么物体最坚硬，相信大家第一个就会想到钻石。

钻石是高贵、典雅的象征，可以给人们带来了许多的美好的想象。

特别是在结婚的时候，当新郎与新娘相互之间戴上钻戒的时候就是最令人感动的时刻。

那么钻石真的是人们说的最坚硬的东西吗？不是的，比钻石还要坚硬的东西是一种叫做鲁珀特之泪的玻璃。

这种鲁珀特之泪的玻璃就是将玻璃熔化之后，靠着地球的重力将它滴入冰冷的水里面，因此而产生了象蝌蚪一样的“玻璃状的泪滴&rdquo。

这种物体也被人们称之为“鲁珀特之泪&rdquo。

鲁珀特之泪像一条蝌蚪，头部是圆形，在圆形状后面还有一条长长的尾巴。

鲁珀特之泪有着非常特别的物理现象：在圆形的这个部分非常的坚硬，在重达8吨的力量之下还可以完好无损，不过只要抓住后面的尾巴轻轻的一用力，那么这一整个鲁珀特之泪就会瞬间粉碎。

为什么鲁珀特之泪会有这样的物理现象呢？因为这是“应力”的作用。

在鲁珀特之泪在生产的进程当中，由于炙热的玻璃接触到冰水会引起玻璃表面迅速的冷却，其实在玻璃的里面还是软的情况，并没有完全的变硬。

所以当内部渐渐的冷却的时候外部就会产生收缩的反应。

这种情况就会对玻璃产生压应力，而内部又在生成拉应力，所以这两种拉应力就会变成非常坚硬。

有人做过实验，用枪去打圆球的部位，却毫发无损。

但是一旦抓住尾巴的部位稍微用力，因为尾巴部位受力不均匀，就会打破这个力的平衡，而迅速变的粉碎。

鲁珀特之泪因为在制作的过程当中两种拉应力的关系，让玻璃变得非常的坚强，所以说鲁珀特之泪比钻石还要坚硬。

人们将这种鲁珀特之泪的特殊物理原理广泛的使用在了人们平常的生活当中，我们生活中的钢化玻璃就是通过这个原理来制作完成的，它硬度十分的高，所以比普通的玻璃更加具有保护作用，因此也给人们的生活带来了更多的便利。