不一般的“重”與“力”

捌元

周末，爸爸帶寧寧去兒童樂園游玩。兒童樂園里擠滿了開心玩耍的小朋友，他們穿梭在各個游玩項目中，銀鈴般的笑聲給熱鬧的兒童樂園增添了別樣的配樂。

寧寧依依不舍地從旋轉木馬上下來，轉眼就看到了爸爸手上拿著兩個漂亮的氣球。她開心地向爸爸跑去，接過爸爸手里的氣球后，便愛不釋手地摸了又摸。寧寧拉著細繩，感到細繩另一端的氣球輕飄飄的，就向爸爸提出了自己的疑惑：“爸爸，氣球里面裝的是什么東西啊？它是不是沒有質量？不然為什么我感覺氣球輕飄飄的？”

爸爸一邊用紙巾擦去寧寧頭上的汗，一邊解釋：“氣球里面裝的是空氣。空氣并不是沒有質量，它只是比較輕。”

空氣有質量嗎

空氣無時無刻不縈繞在我們身邊，我們卻看不見它，也摸不著它。因此，有許多人可能會認為空氣是輕飄飄的，沒有質量。經過科學測量，空氣雖然看不見、摸不著，但它也是有質量的。那空氣到底有多重呢？

在考慮這個問題之前，我們先通過實驗來驗證空氣是否有質量。首先找來一架天平，再把兩個沒充氣的、大小相同的氣球分別放在天平兩端的托盤里，這時天平是平衡的。接著，我們給左邊的氣球吹氣，吹好氣后，再將氣球平穩地放在天平上。等天平穩定后，我們可以發現，天平向左邊傾斜了。

接下來，我們來計算空氣的質量。在0℃及標準大氣壓下，空氣的密度為1.29千克/立方米。根據“質量=密度×體積”的公式，1立方米空氣的質量為1×1.29=1.29（千克）。

既然每立方米的空氣有1.29千克，那么這樣的質量應該會對我們的身體造成一定的壓力，但我們為什么沒有感受到空氣施加在身上的壓力呢？這是因為我們的肺中也有空氣，它們和外界是相通的，所以我們體內和體外的氣壓幾乎相同。也就是說，空氣在外界對我們產生壓力，我們也在對外界產生相同的壓力，兩者之間沒有壓力差，自然就感受不到壓力。

機窗的“秘密”

其實，空氣的壓力是無處不在的，我們可以用氣球來感受空氣帶來的壓力。當氣球充滿氣的時候，無論是用一根小針還是一根小樹枝扎它，整個氣球都會發生爆炸。這是因為氣球中的空氣在迅速往外流出的同時，對小孔周圍產生了巨大的壓力，這樣的壓力可以在瞬間就把氣球撕裂。

而在高空中，空氣非常稀薄，因此空氣密度低，氣壓也低。為了使艙內旅客感受更舒適一些，飛機在飛行過程中會給艙內增壓，這樣就會造成機艙內外的壓力差。這種壓力差產生的載荷會傳送到機身的結構上。所以，當你坐上飛機的時候，可以從飛機的構造等方面感受到為了減少飛機所受的載荷而做出的設計。比如，飛機的機窗要做成橢圓形，而不是長方形，這樣可以讓機窗受到的載荷更加均勻一些。

因為飛機的機窗是一個比較大的開口，所以飛機的整體載荷會通過機體等部位傳遞到機窗處。為了使機體各部位傳遞到機窗的載荷能夠均勻地分布而不是集中在機窗的某個部位，可以將機窗設計成橢圓形，這樣可以避免機窗的拐角處產生裂紋，從而提高飛機的使用壽命。

空氣雖輕，但也有質量。飛機雖然能在空中自如地飛行，但各處都承受著不一樣的壓力。你對空氣的質量與壓力還有哪些了解嗎？趕緊掃描二維碼，關注我們的微信公眾號，和我們一起分享吧！