Легко ли сломать яичную скорлупу?

В числе философских вопросов, над которыми ломал свою мудрую голову глубокомысленный Кифа Мокиевич из "Мертвых душ", была такая проблема: "Ну, а если бы слон родился в яйце, ведь скорлупа, чай, сильно бы толста была,- пушкой не прошибешь; нужно какое-нибудь новое огнестрельное орудие выдумать".

Гоголевский философ был бы, вероятно, не мало изумлен, если бы узнал, что и обыкновенная яичная скорлупа несмотря на тонкость,- тоже далеко не нежная вещь. Раздавить яйцо между ладонями, напирая на его концы, не так-то легко; нужно немалое усилие, чтобы сломать скорлупу при подобных условиях (рис. 15)^*. Столь необычайная крепость яичной скорлупы зависит исключительно от ее выпуклой формы и объясняется так же, как и прочность всякого рода сводов и арок ².

^* (Опыт представляет некоторую опасность (скорлупа может вонзиться в руку) и требует осмотрительности.)

² (Для более подробного знакомства с вопросами прочности архитектурных сооружений советуем обратиться к книге: Гордон Дж. Конструкции, или почему не ломаются вещи. - М.: Мир, 1980.)

Рис.15. Чтобы раздавить яйцо в таком положении, требуется значительное усилие

Рис.16. Причина прочности свода

На рис. 16 изображен небольшой каменный свод над окном. Груз S (т. е. вышележащие части кладки), напирающий на клинообразный средний камень свода М, давит вниз с силой, которая обозначена на рисунке стрелкой А. Но сдвинуться вниз камень М не может вследствие своей клинообразной формы; он только давит на соседние камни. При этом сила А разлагается по правилу параллелограмма на две силы, обозначенные стрелками С и В; они уравновешиваются сопротивлением прилегающих камней, в свою очередь зажатых между соседними. Таким образом, сила, давящая на свод снаружи, не может его разрушить. Зато сравнительно легко разрушить его силой, действующей изнутри. Это и понятно, так как клинообразная форма камней, мешающая им опускаться, нисколько не препятствует им подниматься.

Скорлупа яйца - тот же свод, только сплошной, а не составленный из отдельных частей. При давлении снаружи он разрушается не так легко, как можно было бы ожидать от такого хрупкого материала. Можно поставить довольно тяжелый стол ножками на четыре сырых яйца - и они не раздавятся. (Для устойчивости яиц и увеличения площади давления надо снабдить яйца на концах гипсовыми подставками; гипс легко пристает к известковой скорлупе.)

Теперь вы понимаете, почему наседка не опасается сломать скорлупу яиц тяжестью своего тела. И в то же время слабый птенчик, желая выйти из природной темницы, без труда пробивает клювиком скорлупу изнутри.

С легкостью разламывая скорлупу яйца боковым ударом чайной ложечки, мы и не подозреваем, как прочна она, когда давление действует на нее при естественных условиях, и какой надежной броней защитила природа развивающееся в ней живое существо.

Загадочная прочность электрических лампочек, казалось бы столь нежных и хрупких, объясняется так же, как и прочность яичной скорлупы. Их крепость покажется еще поразительнее, если вспомнить, что многие из них (вакуумные, а не газополные) - почти абсолютно пусти и ничто изнутри не противодействует давлению внешнего воздуха. А сила давления воздуха на электрическую лампочку немалая: при поперечнике в 10 см лампочка сдавливается с обеих сторон силой более 75 кгс (вес человека). Опыт показывает, что вакуумная электрическая лампочка способна выдержать даже в 2,5 раза большее давление.