Question

2010年底宜昌市中心城区主干道路改造基本完成．小明发现，为了方便对埋在地下的水电气管网进行维护，施工时工人在人行道路面上先垫了一些沙子和碎石，再在上面铺上硬质的大理石地砖，所有地砖上都有粗糙的条纹，其中还有些地砖上有凸起的棱，这就是为了方便盲人行走的盲道，如图所示．请你用物理知识解释：
（1）地砖上有粗糙的条纹起什么作用？
（2）盲人为什么能通过脚底的感觉来判断盲道？
（3）某盲人的体重为60kg，在盲道上双脚触地面积为0.03m²，则当他行走时，每只脚对地的压强是多少？

Answer

（1）从摩擦力大小的影响因素考虑，摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，在压力一定时，摩擦力越粗糙，摩擦力越大；在接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大．
（2）从压强大小的影响因素考虑，压强大小跟压力大小和受力面积大小有关，在压力一定时，受力面积越大，压强越大；在受力面积一定时，压力越大，压强越大．
（3）知道人的质量，根据G=mg求出人的重力，
人站在水平地面上，对地面的压力等于人的重力，
人站立时是双脚着地，走路时是一只脚着地，求出人走路时的受力面积，
知道压力和受力面积，根据p=求出人行走时对地面的压强．
【解析】
（1）所有地砖上都有粗糙的条纹，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力，防止行人摔倒．
（2）盲道地砖上有凸起的棱，盲人脚接触到的盲道地面上的凸起，减小了脚的受力面积，压力一定时，增大了脚受到的压强，盲人可从这一感觉来判断盲道．
（3）人对地面的压力：F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
人走路时受力面积为：S=×0.03m2=0.015m2，
P===4×104Pa．
答：盲人在盲道上行走时，每只脚对地的压强是4×104Pa．