准备半个边缘部分处理平整的鸡蛋壳,然后将其放在桌面上(凸面朝上)。手拿一根铅笔(笔尖朝下),然后在蛋壳上方约10厘米处放手,使铅笔落到壳身凸起最明显的地方。蛋壳会被击破吗?
将另一半蛋壳放在一个比其稍小的瓶口上(凹面朝上),然后重做刚才的实验。这次蛋壳会被击破吗?
你的发现:
你的解释:

发现
- 凸面朝上时，蛋壳不容易被击破；凹面朝上时，蛋壳容易被击破。
解释
- 凸面朝上时，蛋壳的拱形结构（类似拱桥的原理）能够将受到的压力分散到蛋壳的各个部分，从而承受较大的外力而不破裂。可以用拱形结构的力学原理来解释，就像数学中圆顶的受力分析，压力 $ F $ 作用在拱形上时，会沿着拱形的曲面分解为切向力 $ F_{切} $ 和法向力 $ F_{法} $，分散了压力。
- 凹面朝上时，蛋壳不能有效地分散铅笔落下产生的冲击力，冲击力集中在接触点附近，所以容易破裂。