核心概念
物理学
气体
压力
吸力
引言
你认为只用你周围的空气就能折断一把木尺吗？如果再加上一张报纸和一只手呢？在这个酷炫的物理演示中，你将仅用报纸和一只手，利用大气压的强大力量来折断尺子。
背景
我们的大气层是一层厚达近125公里的气体覆盖层，就像宇宙中的所有物质一样，我们大气中的空气（由分子组成）也具有质量。引力会拉动任何有质量的东西——即使它像空气一样“轻”！而且因为我们站在大部分质量的下方，所以我们体验到了这种压力——我们只是没有注意到它，因为它一直存在。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
那么你的身体如何应对这种强大的压力呢？它会产生自己的内部压力来反推。如果你曾经在前往更高海拔时注意到鼻窦或内耳的压力积聚，那是因为你的身体最初在这些空间里充满了适量的空气，以匹配你在较低海拔时所经历的大气压。你可能也知道你可以捏住鼻子并用力呼气来“弹出”你的耳朵（不建议这样做！）；这有助于平衡你头骨内的压力与周围大气的压力，因为后者会随着海拔的变化而变化。
更大的压力也会导致更高的空气分子密度——也就是说，更多的分子被挤入更小的空间。这就是为什么运动员在海平面表现更好的原因：每次呼吸的空气都含有更多的氧分子。这种压力-密度关系也反向起作用：密度的变化会影响压力。当气体的密度上升时，它产生的压力也会上升；当密度下降时，压力也会下降。在进行以下实验时请记住这种关系。
材料
• 大型、宽幅报纸
• 一到两根可以折断的薄木尺或米尺。（避免使用塑料，避免使用嵌入金属条的尺子。）
• 坚固的桌子
步骤
• 将木尺或米尺放在桌子上，使其长度略小于一半延伸到桌子边缘之外。（例如，如果使用尺子，则允许大约五英寸延伸到桌子边缘之外。）
• 在尺子上找到一个位于桌子边缘外约三英寸的位置。
• 在没有支撑尺子另一侧的情况下，用你的最佳刀手或空手道手掌，击打尺子突出端的这个位置，确保用你手掌柔软的部分击打。（并注意飞起的尺子！）不要用你的非惯用手支撑尺子。当你击打尺子时会发生什么？你认为这是为什么？尝试识别各种作用力。
• 从地上拿起尺子，并像第一步那样将其放在桌子边缘。
• 接下来，展开报纸，用两张重叠的纸覆盖尺子接触桌子的部分。抚平报纸，以减少桌子和报纸之间空间中存在的气穴。（你肯定无法创建一个完全密封的密封，但尽力而为！）再次确保尺子的适当长度延伸到桌子边缘之外。
• 在尺子上找到一个位于桌子边缘外约三英寸的位置。你认为现在当你尝试“砍”它后，尺子会发生什么？
• 用你最好的力量击打尺子。（同样，除了压平的报纸外，不允许其他支撑！）。这次尺子发生了什么？你认为这是为什么？
• 如果尺子没有断裂，请再次尝试，务必将报纸抚平，并使用快速有力的劈砍。如果你的手受伤了，请让成年人自愿进行劈砍。
观察和结果
如果在利用报纸的试验中，你足够坚定而尖锐地击打尺子，你应该能够将其折断！为什么？你可能推断出这与尺子从桌子上抬起的一端必须抬起一大张报纸有关。报纸本身不是很重，但它必须抵抗大量稠密的空气，这些空气会抵抗其运动的变化（一个被称为惯性的概念）。
正如你从这项活动中看到（和感觉到！）的那样，我们大气中的气体并非完全可以被轻易推开！如果你曾经把杯状的手伸出移动的汽车窗外，并将其倾斜以对抗空气，你就会知道这一点。其单个分子的惯性和这些分子之间的持续碰撞阻止了气体在固体物体通过时仅仅飞开。事实上，科学家将气体描述为粘性的——它们抵抗其他力量的变形。在这方面，空气并不完全像糖浆，但它仍然是一种不可忽视的力量。
一种更强大的反作用于你对尺子的劈砍的力量是吸力。你是否想过吸盘如何能够如此牢固地粘住？“吸力”可能是一个误导的概念。与其将其视为一种“拉力”，你可能更愿意将其视为来自大气压的“推力”。这样想——在给定的海拔高度，气压会对物体的所有暴露表面施加相同大小的力。空气会压在我们皮肤的每一寸地方——它不仅仅会压在我们头骨的顶部。这意味着你报纸与空气接触的每一寸地方都会受到相同量的气压——也就是说，直到报纸从桌子上抬起。由于空气无法非常快速地移动到报纸和桌子之间扩大的空间中，因此该空间中的分子必须暂时占据更多的空间。因此，该空间的密度下降，压力也随之下降。实际上，你正在报纸和桌子之间的空间中创建一个局部真空（低压区域）。当大气压反向推压这个低压区域时，它会抵消尺子的旋转，导致它断成两半！
更多探索
“为什么你的耳朵会弹出（以及如果它们没有弹出该怎么办）”，来自Gizmodo
空气的惊人力量，来自Brusspup
更多在家进行的精彩科学实验，来自Education.com
使用报纸和大气压折断尺子，来自Education.com
这项活动由 Education.com合作推出