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100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗?不会被压强压成饼吗?

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100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗?不会被压强压成饼吗?

最佳答案 53678位专家为你答疑解惑

虽然马里亚纳海沟的水压很高,但这不可能会把实心的铁球压扁。铁球的抗压强度非常高,足以抵抗地球上最深海底的水压。

随着海水深度的增加,水压会变得越来越高。一般而言,水深每增加10米,水压就升高1个地球表面大气压。在深度为11公里的马里亚纳海沟底部,水压可达1100个地球表面大气压。

以常见的铸铁(包含铁、碳和硅)为例,其抗压强度为2000个地球表面大气压,这相当于水深20公里的水压。因此,在马里亚纳海沟的底部,铁球完全可以承受住那里的水压,它基本上不会发生变形,更不会被压扁。铁球的抗压强度与质量无关,无论是1斤,还是100斤,或者100吨,铁球都不会在马里亚纳海沟中被压扁。

倘若铁球是空心的,如果它的抗压强度不够高,那么,在马里亚纳海沟底部的巨大水压作用下,空心铁球就会被压扁。这是深海潜水器需要面临的挑战,它们需要有足够高的结构强度,才能潜到马里亚纳海沟之底。

虽然地球上没有足够深的海洋,但太阳系中的其他天体上存在远深于地球海洋的水体,例如,木卫二的深度高达100公里的地下海洋。在木卫二冰冻表面下方10至30公里的地方,那里有足够的温度来维持液态水的存在。

考虑到木卫二的质量较小,它的水压随着水深增加而升高的幅度没有地球那么大。木卫二的表面重力加速度为1.31米/平方秒,地球是它的7.5倍。根据线性关系,可以计算出木卫二100公里深的海洋底部水压为1335个地球表面大气压。尽管木卫二的海洋非常深,但其底部的水压并不高,实心铁球的强度足以抵抗住,它并不会被压扁,就算考虑到地下海洋上方10至30公里厚的冰壳也是如此。

其他网友观点

“存活”是肯定能够存活的,铁球是不会被海底高压给压扁压垮的,但前提是这颗铁球得是实心的(或者是只存在一定程度上的空心)。

马里亚纳海沟是全世界第一深的海沟,其最低处大约是一万一千米深,而我们知道水压随深度变化关系是:每加深10米就提高一个大气压数值,因此在一万一千米深的海底,其水压相当于一千一百倍大气压。

千倍以上大气压听着确实非常吓人,至少我们目前已知的大多数生物是无法承受这种压强的(人类只能接触深潜器进行探索)。但这种压力对于实心铁球来讲,算不了什么,理论上的计算显示,这100斤的铁球,其体积会缩小(这是肯定的,受力就得形变),但缩小的程度有限,以半径来讲,只会缩短数十微米而已。

这种程度的形变,人眼是没法识别出来的,也就是说这颗实心铁球的形状不会发生什么变化。

当然了,如果这100斤的铁球是空心的,那就另当别论,极端些,一个质量100斤,但却又非常薄的铁皮球,下潜不了多深就会被水压挤扁。

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其他网友观点

马里亚纳海沟是地球上海洋最深的地方,海水压力非常的大。不过如果我们在马里亚纳海沟扔下一个实心铁球的话,它是不会被压扁的。

马里亚纳海沟有多恐怖?马里亚纳海沟海沟最深点低于海平面11034米。这里的海水压力是相当大的。海水的压力是随着深度的增加而增加的,即水深每增加10米大约就会增加一个大气压。像马里亚纳海沟的最深点,这里的海水压力已经达到了1100个地面标准大气压了。这相当于一平方厘米的面积上承受1137公斤的压力。一个成年人如果沉到了马里亚纳海沟最深处,身体就会承受大约22740吨的压力。人会瞬间被压扁。这是因为人体的内部依旧维持在一个标准大气压的压力,因此在海沟深处强大的内外压力差的作用下,人会被压扁。

如果是一个100斤的铁球呢?如果这个铁球是实心的,它是不会被被压扁的。原因在于水压对物体的四周都有压力的。铁球在深海中受到的压力是来自四面八方的。而一个100斤的铁球的直径大约是37厘米。因此由于铁球直径高度引起的海水深度差是很小的,对于一个铁球来说是可以忽略不计的。所以说实心的铁球在马里亚纳海沟是压不扁的。

如果这个铁球是空心的,它沉到马里亚纳海沟就不好说了。铁球里面是较小的空气压力,外面时强大的海水压力,这样巨大的压力差很可能就会把铁球给压扁了。

其他网友观点

100斤铁球能在马里亚纳海沟“存活”吗?不会被压强压成饼吗?

首先要明确一点,压扁是不会的,因为在球体周围均匀受力的情况下不会扁,只会有可能被极高的压力压缩小一点,但以马里亚纳海沟底部的压力,按最深处大约1100个大气压计,铁球的尺寸并不会有明显的改变!为什么铁如此能抗压呢?

一、铁的抗压强度和压扁有关系吗?

一般铸铁的抗压强度数据为200MPa,大约相当于每平方厘米上承受2000千克压力,即相当于20千米水下的压力,但这抗压强度并非压扁的强度,而是结构损坏破裂的数据!

材料的抗压强度表示外力施加的极限,但请注意了,有一个要求:无侧束的状态下的抗压极限,超过这个数值材料将出现破损碎裂以及屈服变形等!

无侧束状态指得是材料周围没有保护,即提供了材料形变的与屈服的空间!

但铁球在马里亚纳海沟底部并不具备这个条件,因为压力来自四面八方,全方位无死角,因此从这一点来看,即使到达20千米深的海底,也一样无法将这个铁球压扁!

二、要多深的位置才能让这个球体明显变形呢?

并不是固体材料在高压下不会变形,固体的原子间几乎就没有间隙,因此很难被压缩,但并非不能压缩,在高压下缺陷和原子之间的间隙会被弥补,紧接着就会进入电子之间斥力对抗的距离,因为原子外层电子都带负电荷!但极高的压力仍然会使克服它们之间的斥力,距离越来越近,一直到白矮星标准的原子核周围,达到电子简并力的极限抗压状态,当然地球上即使在地核也达不到这个要求:

地球核心物质密度:107克/立方厘米

太阳核心物质密度:150克/立方厘米

地表物质的铁密度大约为7.8克/立方厘米,那么在地核处这个铁球直径将缩小成现在的1/2.4,这看起来就是明显缩小了,但这是在6370KM的地核深处!

或者可以这样简单计算,假如按1/10的比例能明显感觉大小变化的话,大约需要637KM的深度,当然地球上根本就找不出这样的地方,毕竟就是科拉超深孔也不过是12262M而已,距离637KM还有625KM的距离!

但即使在地核处也不能压扁这个铁球,它依然是一个球,只是变得小了一些!

其他网友观点

答案是不会的。

马里亚纳海沟最深的地方可以达到达6千米到11千米左右,是已知的海洋最深水压最大的地方。那这里的水压是多少呢?

我们在初中物理时学过,液体压强的公式p=ρgh ,其中,p是压强,ρ是水密度,g是重力加速度,h是深度。

海水密度一般是水的1.02到1.07倍,这里我们取1040kg/m^3,重力加速度取9.8m/s^2,深度取11km。

我们很容易计算出这里的水压是112112000Pa,我们四舍五入算作112MPa。

标准大气压是0.1MPa,那么马里亚纳海沟最深处水压为 1120个标准大气压。

如果对于我们人类而言,在这个压强下,肯定存活不了。

但是普通铸铁的抗压强度大概在200MPa左右,还有很多钢铁的强度比这还要再高一些。我们很容看出,马里亚纳海沟最深水压比铁的抗压强度小的多。

所以,实心铁球不会变形的,或者说,实心铁,不管是什么形状,多大质量,都不会变形的。

而且一个100斤的铁球,直径有限,四周压强几乎平均,即使沉入更深的水底,那里超过200MPa,也不会变形,只可能只会发生些微的形变,就是直径缩小。

但是,如果这是一个空心铁球,就不一定了。而且如果空心特别大,当空心铁球的密度小于海水密度时,它会飘浮在水面,必须要施加外力才能让它下沉,这时候,它收到的压力就不平衡了,会变形,甚至破损。

其他网友观点

一个铁球,能不能在马里亚纳海沟沟底“存活”,跟它的质量没有关系,因为铁球的抗压强度非常高,哪怕是地球上最深的海底,也无法把它给压碎。

虽然马里亚纳海沟沟底水压强很大,但是它也并不能把铁球压扁,当然了,这里有一个前提条件是铁球是实心的,而不是空心的,所以说,这个问题的关键在于铁球到底是实心的还是空心的,如果是实心的,管它是1斤,100斤,甚至是1吨或者是100吨,那都没有关系,铁球都不可能被压扁的。

不过如果是空心的话,那么铁球的抗压强度可能就没有这么厉害了,在水压的作用下,铁球就有可能被压扁,甚至是压碎都有可能,那么为什么一个空心就能对铁球的抗压强度带来如此大的影响呢?就着这个问题,我们不妨来假设一下,假设有一个装满了水的气球(内部没有一点空气),将其从大海扔下去,按道理来说,气球应该会悬浮在水中,不过呢,由于水压对其体积有一定的压缩作用(虽然压缩的范围很小),所以气球会慢慢往下沉。

慢慢往下沉的过程中,气球所在环境的水压强也就越来越大了,那么问题来了:气球能被水压压碎吗?答案是不能,其实你可以试着想一下,气球的各个方向所受到的水压强基本上是没有区别的,因为气球的体积足够小,完全可以忽略水压强在如此小维度的变化。所以呢,气球相当于在各个方向上受到了同等大小的力,气球其实就处于平状态了,根本就不可能被压碎的。

回到题目中的这个问题来,铁球就更不可能被压碎了,因为一方面铁球的抗压强度很大,另外一方面,铁球和水一样同样是受到了各个方向的平衡力,所以也是处于平衡状态,也不会被压碎的。更重要的是一点,我们通常测得的铁的抗压强度,其实是在无侧向束缚力的条件下测得的极限抗压强度,而题目中的铁球,进入到了水中之后,受到的力是来自各个方向的,压碎铁球需要克服的就是铁原子之间的斥力,而这个力是强相互作用,仅仅依靠地球上万米的水深,是无法将其压缩的,如果想要做到明显的变形,那么至少得在水深几千千米的深度,而地球上并没有这么深的水。

其他网友观点

会略微压缩,而不会完全被压变形。

其他网友观点

压扁前提是上下受高压左右不受压,就像压铁饼似的,水底压力再大也是四面八方都受力的,何来压扁一说。提这种问题的人应该没学过物理

其他网友观点

不可能的,除非中间是空心的,实心铁球,到了海底还是铁球,可能有裂痕,但是不会被压缩成饼干。

其他网友观点

我也不懂,但是我在考虑另一问题,就是来自左右的压力,你们都在说上下压力吧?我再考虑左右的压力,如果是这样,对等,铁球掉下去也没事啊。

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