如果用繩子綁著一個實心鐵球,不論這個鐵球的質量是多少,它都可以沉到海底,哪怕是地球上最深的海底,而且可以說幾乎不變形。
地球大氣壓約為100kPa,而根據計算可以知道,在水深10000米的海底,水壓將會是地球大氣壓的1000倍左右,這是一個很恐怖的壓力,打一個比方,如果你在水深10000米的時候把你的腳伸出去,那麼你的腳一瞬間就會粉碎,就像是有億萬顆釘子狠狠地扎在你的腳上一樣。
按說這麼大的水壓,一個鐵球估計也得被壓扁了吧,但是事實上鐵球並不會有什麼大的問題。那麼這是為什麼呢?其實這個道理很簡單啊,鐵球由於是浸泡在水裡面,而鐵球本身體積也不會太大,所以各個方向受到的水壓基本上差不了多少,故鐵球不會有非常明顯的變形。
鐵的密度是7.9×10kg/m,那麼一個質量為100千克的鐵球,其直徑約為46.6cm,直徑對於水壓變化的影響基本上可以忽略不計。事實上,大氣壓也是不可以小瞧的,前面已經說過,大氣壓約為100kPa,那麼如果假設一個人的體表面積為2m的話,那麼人體受到的大氣壓力約為20t!很明顯如果真的大的質量直接加在人身上的話,是沒有人能夠承受得住的,但是為什麼人在大氣壓力的作用下卻沒有事呢?
原因就在於人體裡面也有空氣,人體內部也有強大的壓力,並且與大氣壓平衡,所以人不會被壓扁。金星上同樣也有大氣層,不過金星表面的大氣壓是地球的100倍,所以如果人到了金星上,就像掉進了1000m深的海底一樣,也會被壓扁。而對於題目中所提到的鐵球,這個鐵球和人體也是有一些不同的,不同就在於鐵球是實心的,而實心的意味著鐵球內部的空氣很少,那麼鐵球抵抗水壓的反作用力主要就是鐵原子之間的斥力,而這個斥力,是宇宙間的強相互作用力,任憑水壓再大,也不可能大過原子斥力。
其實如果把題目改一改,把實心鐵球改成空心的,那麼鐵球就有可能發生明顯的變形,甚至如果空心體積足夠大的話,鐵球可以被壓碎。其實這可以類比潛水艇,潛水艇內部是空心的,那麼當它沉入海底的時候,水壓就會使潛水艇發生明顯的變形,2012年,著名的導演卡梅隆曾經乘坐潛水艇潛入水深10000多米的馬裡亞納海溝,當潛水艇上岸的時候,經過測量發現,潛水艇的長度減少了7cm。當然實心鐵球就不可以類比了,畢竟想要壓碎它或者是讓它的體積發生明顯的變形,需要克服的是原子斥力,事實上,別說鐵球了,就算是一塊石頭,丟下去也不會被壓碎。