Física: ¿Qué sucede a nivel atómico cuando algo responde de manera diferente a la misma magnitud de fuerza aplicada en diferentes áreas de sección transversal?

En un largo camino. Echa un vistazo a la definición de presión vs fuerza. La presión es la fuerza dividida por el área en la que trabaja. Gran fuerza, gran área, pequeña presión. Gran fuerza, área pequeña, gran presión. Es la presión, no la fuerza, la que tiene efecto sobre la materia. Y sí, esto tiene algo que ver con la densidad de átomos o moléculas en una sustancia sobre la que ejerce presión. Por ejemplo, para todos los gases en la temperatura ambiente, el número de moléculas por litro es más o menos igual al número de Avogadro sobre 22. El número de Avogadro es grande, alrededor de 6 veces diez a la potencia de 23. Eso significa que todos los gases a la misma temperatura tienen más o menos la misma densidad de moléculas, y cada molécula puede ejercer una fuerza sobre usted dependiendo de su energía cinética, que nuevamente Es proporcional a la temperatura. La lógica es algo diferente para los cuerpos sólidos, los que consisten en átomos o moléculas pesadas están algo más densamente empaquetados, en términos de protones / neutrones / electrones por cm cúbico, pero las diferencias no son extremas. Los tamaños de los átomos o las moléculas están determinados por la naturaleza misma de las fuerzas que los mantienen unidos, y estas son fuerzas eléctricas y la mecánica cuántica universal. Existen tipos de materia empaquetados de manera diferente a nuestra materia, por ejemplo, estrellas enanas blancas o estrellas de neutrones. La materia estelar de neutrones está tan densamente empaquetada que 1 cucharada pesa 50 millones de elefantes. La densidad de la estrella de neutrones es similar a la densidad del núcleo atómico mismo. ¡Necesitarías una enorme presión para perforar una cucharada de tal materia!

Con su ejemplo, puedo decir que el efecto de la fuerza en estos casos depende de la presión, u otro término que pueda usar para la fuerza sobre el área en la que se aplica, por lo que para el caso de la aguja, tiene más efecto de la fuerza.

A nivel atómico o molecular, debe desplazar una capa o átomos a un nuevo lugar para pasar a través de ella, que también depende de la fuerza por área que simplemente la fuerza.