为什么我的雨靴在水里感觉更重?

为什么在水坑里穿长靴会有压迫感,而光脚却不会?
2018年10月2日

惠灵顿长筒靴

水靴

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问题

如果我站在游泳池的浅水区,我感觉不到水在我腿周围的压力。但如果我穿上雨靴,站在一个很深的水坑里,我确实能感觉到水对我小腿的压力。为什么会这样?

回答

Sam Brown请剑桥大学的Colm-cille Caulfield教授来回答Daniel的问题。

Colm-cille——想象一顶边沿为10厘米× 10厘米的方形刚性帽子。当我们计算时,我们发现大约有100公斤的大气压在帽子上。这听起来好像很多,但我们已经习惯了,所以我们通常不会注意到。但是我们对压强的变化非常敏感。当我们爬山时,我们的耳朵会发胀;当飞机着陆和压力平衡时,我们会感到不适……

要回答丹尼尔的问题,我们必须记住三个关键点……

Colm-cille -首先,水的密度比空气大得多,所以压力随深度的变化更快。10米深的水所产生的压力大致相当于整个大气的压力。

萨姆:这就解释了为什么潜艇需要坚固的建造。

Colm-cille - Secondary,当你穿惠灵顿长筒靴时,它们希望能让你保持干燥,这样你的腿和脚周围就会有一层空气。任何有空气与皮肤接触的地方,皮肤都会感受到大气压力。

最后,惠灵顿靴是灵活的,因此可以影响和弯曲,由于内外压力的差异。

所以光着腿在水里,皮肤周围的水压是均匀的。压力的变化是沿着腿向下的,而且是逐渐的,所以你不会注意到任何东西,除了你的腿脱离水面的地方。

现在考虑一下启动周围压力的变化。在水坑的深处,外面的水比里面的空气变化得快得多。如果水坑足够深,最终,压力差会大到足以导致靴子弯曲,靴子的刚性会改变力的方向,挤压你的腿和脚趾在某些地方。我们注意到的是靴子接触到的地方和没有接触到的地方的对比。

山姆-你知道了。至于我们能做些什么呢?也许下次试着穿厚实的袜子,以防止雨靴向内弯曲。

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