头发能不能扎进肉里?
能
排除各人之间皮肤的弹性性质影响的话,3毫米以下头发就能较轻易地扎入人的皮肤。
头发直径大概在100~300微米之间,因为截面积小,外力下与皮肤接触面压强大,一端刺入皮肤造成刺痛。
压力相同的情况下,发生这样的刺入也需要头发与皮肤表面近乎垂直,否则头发会被弯折而无法产生可以满足刺入皮肤的最小压强pressure(假设有这么一个值)。
和头发一样粗细的金属丝更容易刺入皮肤,因为它比头发更不容易弯折。在弯曲造成的位移不超过长度的5%时候,可以把头发考虑成一个均匀材料做成的柱体。这里头发长度L,直径d。在一端加一个压力,力学关系里,E是Yong's Modulus,由组成头发的材料性质决定,I是second moment of area,E*I在一起叫做弯曲刚度flexual stiffness;delta是位移。
这里皮肤一端的压力F有一个平行于头发的分量Fp,和一个与头发垂直的分量Fn。是Fn让头发弯曲,而Fp负责把头发刺进你的皮肤。
当长度L越小,要造成一样的弯曲(delta),Fn就要越大。比如长度减小一倍,Fn就要扩大8倍才能造成一样的弯曲。看到这里,也许可以想通了:更短的头发不容易被弯曲,从而在与皮肤表面垂直时比更长的头发刚度更大。(刚度越大就越不容易形变)
所以,头发越短就越容易扎进肉里,一般来说,3毫米以下头发就能较轻易地扎入人的皮肤。
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