Si las canicas están hechas de vidrio, ¿por qué rara vez se rompen si se caen?

Para que un material quebradizo como el vidrio se rompa, una grieta debe propagarse de un lado a otro. Se necesita energía para hacer una grieta, creando dos nuevas superficies donde antes no había una, y esa energía tiene que venir de algún lado. Por lo general, proviene de la energía de deformación, que es la fuerza (tensión) que intenta separar las dos mitades a medida que el material se estira ligeramente (se deforma). Como puede ver en el dibujo, el estrés se concentra alrededor de la punta de la grieta y actúa para separar la punta y hacer que la grieta sea más profunda.

Es bastante difícil aplicar una tensión como esa a una canica esférica. Golpearlo muy fuerte puede deformar el vidrio lo suficiente como para que comience una grieta, pero a medida que se propaga a través de la esfera se ensancha mucho a medida que se profundiza, por lo que se necesita más energía para mantenerlo en funcionamiento. Dejar caer una rara vez le dará incluso una fracción de la energía que necesita, aunque puede ser suficiente para eliminar pequeñas astillas de la superficie.

Simplemente no van lo suficientemente rápido. La forma esférica extiende la fuerza del impacto lo suficiente como para que no se exceda el límite elástico del vidrio. También importa la superficie que golpean. Nunca he tratado de golpear una canica con una camiseta de golf [usar lentes de seguridad y pantalones resistentes] pero creo que recibirían un golpe serio con una madera pero podrían romperse con una plancha.

Un material sólido, como una barra de metal, se rompe cuando se aplica tensión de tracción a un defecto preexistente. La tensión de tracción es la tensión que tiende a separar un material. Con algo parecido a una canica, la superficie generalmente está bajo compresión porque la superficie exterior se enfría y solidifica primero mientras el núcleo aún está caliente y no completamente sólido. A medida que el núcleo se enfría, se contrae y coloca la superficie bajo compresión. Por lo tanto, cualquier esfuerzo de tensión que se aplique a la superficie para comenzar la grieta primero debe superar la compresión antes de que pueda comenzar la propagación de la grieta y romper la canica.