在海洋食物链中,大鱼吃小鱼是十分常见的现象。在商业领域,大公司收购小企业也时常发生。为什么是“大鱼吃小鱼”呢?今天就通过一个小实验,看看物理规律是怎样解释这种现象的。实验器材:气球两个,吸管一根(选用:橡皮筋,胶布等)。实验过程:第一步:将两个气球吹到不同大小(大小区别要肉眼可见)。第二步:将气球分别套在吸管的两端,并且保证不要漏气,然后同时放手气球。
可以看到大球变得更大了,小球变得更小了,大球“吃掉”了小球。原理解说:气球的半径越小,气球内气体的压强越大。所以小气球中的气体因为压强更大,会跑到大气球中。因此我们可以看到在松开手以后,小气球会变瘪,反而大气球会变大。由于气球是有一定的弹性的,这种弹性用物理的语言来说是存在“表面张力”,这种性质与液体表面的表面张力是相同的。表面张力的大小可以用表面张力系数σ表示。
通过复杂的数学运算可以得知,一个气球内部气体的压强p与表面张力系数σ以及气球的半径R之间的关系为可以看出气球内部气体压强和气球的半径成反比。这也是为什么我们在吹气球的时候,最开始是感觉最困难的,反而把气球吹大了以后,继续吹会更轻松。