“气功大师”们的表演曾经红极一时，类似于上图中的“轻功”表演还曾登上过春节联欢晚会呢！由于玻璃板和气球的接触面积很大，所以气球内不需要太大的气体压强就可以使玻璃板受到足够大的向上的支撑力。学习物理不只是想当物理学家的同学的事情，学习物理可以使我们摆脱愚昧，掌握科学方法，能够科学地看待世界。

“气功大师”们还有其他表演，比如踩鸡蛋、踩灯泡等等。在我们具体分析之前，只要看一看杂技演员表演的灯上芭蕾就可以了。一只灯泡可以支撑起人的体重，所以“气功大师”的这些“轻功”依然是骗人的把戏。

为了不踩破灯泡，杂技演员的鞋子是特殊设计的，以避免灯泡受力过于集中。当然，踩鸡蛋也要有一定的技巧，如果把它作为杂技，表演者是个不错的演员；但是如果把它说成是“轻功”，再加上“运气”“念咒”之类的花样，那么表演者就是个骗子。

现在分析“轻功”，“气功大师”踩在玻璃板上，假设这是非钢化的普通玻璃板。普通玻璃很硬、很脆，这样的玻璃板不会被人踩碎吗？

为简单起见我们研究一个横截面是矩形的杆，杆由某种均匀介质构成，杆的两端放在支架上，如图所示.杆的长度为2l，在杆的中部施加向下的压力F1，两个支架对杆施加向上的压力F2和F3，由于杆处于平衡状态，所以F1＝F2＋F3，F2＝F3。在外力F1、F2和F3的作用下，杆会发生弯曲，发生弯曲以后位于杆中部的中性线的长度不变，中性线以上部分的介质被压缩，中性线以下部分的介质被拉伸。

介质在形变（压缩、拉伸）的同时还会在介质内部产生内力，杆被压缩的各部分介质间互相施加压力，杆被拉伸的各部分介质间互相施加拉力，画出了左侧（阴影）部分受右侧部分施加的拉力F和压力F′。

介质内部的拉力和压力产生抵抗弯曲的作用，杆在外力作用下弯曲，弯曲得越厉害，介质内部的拉力和压力也就越大，直至内力的作用与外力的作用平衡，杆保持一定的弯曲程度。杆横截面上的内力不是均匀分布的，离中性线越远（离表面越近）力越大，中性线处内力为0。

现在中杆的左侧部分为研究对象，以F1作用点O为轴，由于F1的力臂为0，所以F1的力矩为0。F2的力矩为F2l，l越长这个顺时针的力矩就越大。压力F′也提供顺时针的力矩，拉力F则提供逆时针的力矩。

当杆处于平衡时，逆时针的力矩和顺时针的力矩必须大小相等。对于确定的外力F1，杆下的两个支点越远，即l越长，则必须有更大的内力F才能达到平衡。如果需要的内力F太大，介质无法提供时，介质就会断裂。

通过以上分析可以知道，一块普通的玻璃板如果仅两端支撑，人站在中间可能会把玻璃板踩碎。我们再看，玻璃板是由气球均匀支撑的，因此不会被踩碎。

下面看看为什么可以在灯泡上表演芭蕾，为什么灯泡可以支撑人的体重？这也得慢慢道来。

像玻璃、石头、混凝土等很硬、很脆的材料，它们抵抗压缩的能力较强，但抵抗拉伸的能力较弱。用这些材料制成梁，梁的两端放在支架上，受到上方的压力，如果压力F1或支架间距离（2l）过大，梁的下部都会因不能抵抗拉伸而断裂。为改善梁的性能，由于钢材抗压缩和抗拉伸的能力都比混凝土大得多，因此人们在混凝土内加入钢筋。

这样的材料叫作钢筋混凝土。用钢筋混凝土可以建造跨度较大的桥梁。如果细心观察，你就会发现钢筋混凝土制成的梁中，钢筋大多分布在远离中性线而靠近上下表面的地方，而且下部的钢筋更为密集。这就是因为当梁因负载而弯曲时，远离中性线的部分对抵抗形变的贡献较大，而下部材料要经受拉力，更需要钢筋来提升其抗拉伸的性能。

古代没有钢筋混凝土，古人只能用砖、石建造大门和桥梁。为顺应材料的性能，古人发明了拱形结构，如图所示，图中有色部分的材料就只受压力，充分发挥了材料的抗压能力强的特点。灯泡就是一个拱形结构，玻璃有很好的抗压缩能力，因此杂技演员可以安全地表演灯上芭蕾。

鸡蛋也是一个拱形结构，只要避免压力集中，也有不错的抗压能力。可以做一个实验，让一个女生均匀地用力去握一个鸡蛋，她是不能够把鸡蛋握碎的。高一女生体育达标中握力体重指数的及格标准为35，即她的握力为体重的35%，所以这个实验说明一个鸡蛋至少可以支撑女生体重的35%，所以用鸡蛋支撑一个人也是不成问题的。

其实检验“轻功”很简单，让“气功大师”站在磅秤上，他如果可以使磅秤的示数稳定地减少几千克就行。当然，没有人能做到这一点，所以不可能有什么“轻功”。

希望能为大家的学习带来帮助，不断进步，取得优异的成绩。

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