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安全錘是如何快速破窗的?

來源:科普中國 2021年07月27日 15:25

  我們平時乘坐公共交通工具出門的時候,不難發(fā)現在公交車、地鐵或高鐵的車窗玻璃上都安裝有安全錘。那么小小的安全錘是如何輕易地將車窗玻璃整塊擊碎的呢?

  要探究這個問題,我們首先需要搞清楚玻璃的一種特殊屬性——脆性。脆性是指當外力達到一定限度時,材料發(fā)生毫無先兆的破壞,且破壞時無明顯塑性變形的性質。玻璃作為典型脆性材料,當負載超過其極限強度時,便會立即破裂。(作為一種典型的脆性材料,當玻璃的某一個局部區(qū)域由于損傷而出現裂紋時,這些裂紋便會迅速地向外擴展,從而造成整個玻璃的破碎。)

  公交車一般都使用鋼化玻璃,與普通玻璃相比,這種玻璃碎裂后會形成細碎顆粒而非尖銳碎片,大大保證了駕駛員及乘客的安全。當使用公交車的安全錘對玻璃成90°垂直發(fā)力、擊打玻璃四個角落或靠近角落的位置時,鋼化玻璃就會出現裂縫。這是因為垂直擊打使安全錘與玻璃接觸面積最小,同樣的力所產生的壓強更大。擊打玻璃角落是因玻璃受力后受到四周的限制,力無法被吸收及緩沖,受到剪切的應力是比較大的,所以玻璃更容易被擊碎。只要砸出一個口,四周就會散出密密麻麻的裂縫,這時可用腳踏玻璃形成大洞。

  值得注意的是,安全錘還衍生出另一種更快速的破窗方法:側窗破玻裝置。側窗破玻裝置主要是在我國公交車上使用,它通過發(fā)送電脈沖信號使玻璃瞬間破裂。它不需要像“安全錘”那樣用很大的力去敲擊玻璃,只需啟動按鈕,即可在0.5秒的時間內自動破除全部車窗玻璃,使被困人員能夠在第一時間通過窗口逃生。

  除了司機可以啟動這個裝置外,緊急情況下,乘客也可自行按下專為乘客準備的副控開關啟動裝置。它自帶電池,就算車內的電路被燒壞,也可以令按鈕這一側的車窗瞬間破碎,使人們快速逃生。

  為了防止出現誤觸,副控開關的啟動按鈕設置在車窗上方,并同時配有保護蓋和封條,如需使用,乘客需站起來把封條撕下,打開保護蓋后,才能啟動按鈕。開啟按鈕需要大約30N的力量,這有效防止了兒童因為好奇去啟動按鈕的情況。

  最后還要提醒大家,破窗器是專業(yè)的救險工具,在正常情況下千萬不要隨意觸摸自動破窗裝置,一旦觸發(fā),不但會影響公共秩序,還很容易引起危險。

  本文由山東省威海市鳳林學校二級教師劉歡進行科學性把關。

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(責編:鄢妮)