危險時如何快准狠砸碎車窗玻璃？
夏日雨綿綿，最近一段時間，全國各地沒少遭大暴雨襲擊，暴雨積水多發，車輛被困現象普遍。那麼，如何在危機時刻，快、准、狠的砸碎車窗玻璃來逃生呢？今天，小編為您解讀砸鋼化玻璃這點事。
什麼是鋼化玻璃
鋼化玻璃是將普通退火玻璃先切割成要求尺寸，然後加熱到接近的軟化點，再進行快速均勻的冷卻而得到。鋼化處理後玻璃表面形成均勻壓應力，而內部則形成張應力，使玻璃的性能得以大幅度提高，抗拉度是普通玻璃的3倍以上，抗衝擊力是普通玻璃的5倍以上。另外，其承載能力、抗風壓性、抗寒暑性，抗衝擊性等性能也均有很高的增強。
由於鋼化玻璃破碎後，碎片會破成均勻的小顆粒並且沒有普遍玻璃刀狀的尖角，從而被稱為安全玻璃而廣泛用於汽車、室內裝飾之中，以及高樓層對外開窗戶上。
砸車窗鋼化玻璃，該如何選擇工具？
節目中，參與砸玻璃實驗的工具有三種：鶴嘴錘、石頭鑿、十字鎬。這些工具是否能砸碎、為何能砸碎玻璃？有以下兩個原因：
1.相同作用力下，尖銳工具更易砸碎玻璃。
根據物理公式P=F/S，（P為壓強，F為作用力，S為受力面積）在作用力相同的情況下，受力面積越小，壓強越大。作用在玻璃上的壓強越大，玻璃越容易碎。鶴嘴錘和石頭鑿這兩樣工具尖銳，相同作用力下，尖銳工具單位面積作用在玻璃上的力大，因此，這兩樣工具是能夠砸碎鋼化玻璃的。而十字鎬由於其頭部光滑，不是非常尖銳，相同作用力下，單位作用在玻璃上的力就小，砸不碎鋼化玻璃。
2.質量大的工具，產生作用力更大。
根據動量定律，質量大的工具，在相同作用時間和速度變化量的前提下，給玻璃的衝擊力大(即鎚子所受合外力)。因此，像網路盛傳的汽車頭枕、高跟鞋鞋跟等工具，對於砸玻璃的效果並不很好，這些工具雖然屬於尖銳工具，但質量不夠大，如要破窗，需要砸窗人有一定的技巧和力量。
附動量定律：物體動量的增量等於它所受合外力的衝量即Ft=mΔv，其中F為物體所受合外力，t為作用力的作用時間，m為物體質量，Δv為物體速度變化量。
為什麼要選玻璃的4個角來砸？
一方面，從強度角度來看，鋼化玻璃是預應力結構。鋼化玻璃在高溫鍛造後，在出鋼化爐的瞬間玻璃表面通過風壓冷卻，玻璃內部還在向外膨脹（熱漲冷縮），但表面已經被冷卻。這樣會形成兩個作用力，一個向外的張應力，一個向內的壓應力。而鋼化玻璃的邊角處是最容易產生應力集中的區域，在同等外力作用下，結構上也最容易被破壞，砸玻璃邊角區域需要的力度比中間區域會小很多。另一方面，從能量角度，可以把鋼化玻璃想像成一張彈性膜，玻璃會發生形變，中間區域受外力作用時，玻璃向一側瞬間突起，可吸收一部分能量，從而不易被敲碎。如果敲擊的是四個角，由於靠近窗子的邊框有固定作用，發生的形變數小，從而使敲擊的能量發揮作用最大化，容易擊碎。
看了《加油！向未來》的節目，讀了小編的解讀文章，是不是心裡亮堂堂，車輛遇到積水再也不怕了。專業逃生錘(或稱安全錘)是最保險的工具，平時就要常備車裡哦。
（解讀內容作者：曾文，北京航空航天大學車輛工程專業博士，科普中國微平台原創首發）
關注我們：搜索微信號「科普中國」（ID：Science_China)
轉載文章請註明來源公眾號ID及作者
《加油！向未來》節目是由中國科協特別支持，《知識就是力量》雜誌傾力協助，明星與普通科學愛好者組隊，為你開啟科學之門的一檔實驗性節目。
※如何判斷剛交往的男友是否真的喜歡自己？
※一對一才是最有效的溝通方式
TAG:知識百科 |