Varför sjunker dina fötter ner i sand när du är på tårna snarare än platta fötter?

När du står på tårna koncentreras din kropps vikt på en mindre yta, vilket ökar trycket som utövas på sanden. Detta gör att sanden deformeras och flyter bort från dina fötter, vilket skapar ett sjunkhål. När du däremot står med fötterna platt på sanden fördelas din kroppsvikt över en större yta, vilket minskar trycket som utövas på sanden. Detta förhindrar att sanden deformeras och rinner bort, så att dina fötter inte sjunker in.

Här är en mer detaljerad förklaring av den inblandade fysiken:

* Tryck: Tryck definieras som den kraft som appliceras på en yta per ytenhet. I det här fallet är kraften vikten av din kropp, och ytan är kontaktytan mellan dina fötter och sanden.

* Stress: Spänning definieras som den inre kraften per ytenhet som motstår deformation. I detta fall är spänningen den kraft som sanden utövar på sig själv för att motstå att deformeras.

* Skärstyrka: Skjuvhållfastheten hos ett material är den maximala påkänning som det kan stå emot innan det börjar flyta. I det här fallet är sandens skjuvhållfasthet den maximala påfrestning som den kan motstå innan den börjar deformeras och flyter bort från dina fötter.

När du står på tårna ökar trycket på sanden, vilket överstiger sandens skjuvhållfasthet. Detta gör att sanden deformeras och flyter bort från dina fötter, vilket skapar ett sjunkhål. När du däremot står med fötterna platt på sanden minskar trycket på sanden, vilket är under sandens skjuvhållfasthet. Detta förhindrar att sanden deformeras och rinner bort, så att dina fötter inte sjunker in.

Samma principer gäller för andra mjuka ytor, som snö, lera och kvicksand. Ju mer tryck du utövar på ytan, desto mer sannolikt är det att det deformeras och flyter bort, vilket gör att du sjunker.