Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9514
2018-10-18 
Почему, когда мы режем хлеб, перемещаем нож вперед-назад, а не только сверху вниз?
Решение:
При ответе на этот вопрос можно указать на две причины.
1. На острие ножа обычно имеются микроскопические зазубрины. При движении лезвия зазубрины цепляются за частицы предмета (например, поролона) и разрывают между ними связи.
2. Если лезвие аккуратно наточено, и можно считать, что зазубрин на его режущей кромке практически нет, как, например, на лезвии бритвы, то и таким ножом легче разрезать предмет, если перемещать нож вперёд - назад.
Остановимся на этом случае подробнее.
Пусть лезвие ножа представляет собой клин с углом $\alpha$ (рис.1). Очевидно, легче резать ножом, у которого режущий угол а меньше.
Поместим мысленно нож на поролон и отметим на поверхности поролона три точки А, В и С. Пусть точка С касается лезвия ножа При резании точки А и В будут касаться разных граней лезвия, а точка С вместе с ребром ножа опустится вниз. Таким образом, в поролон оказывается вдавленным клин с углом АСВ (рис.2). Сравним величину этого угла в двух случаях:
1. нож движется вдоль нормали к поверхности поролона (вдавливается в поролон);
2. нож движется под некоторым углом к нормали.
В первом случае точки A, C, B находятся в плоскости нормальной к поверхности поролона (рис.2).
Во втором случае точка C смещается вдоль линии разреза, и плоскость ACB будет образовывать некоторый угол с нормалью к поверхности поролона (рис.3).
Если в обоих случаях нож погружается на одну и ту же глубину, расстояние |AB| будет одинаковым, а расстояния |АС| и |ВС| во втором случае окажутся больше.
Значит, в случае, когда нож перемещается вдоль поверхности, режущий угол АСВ оказывается меньше. Поэтому для разрезания можно прикладывать меньшую силу. Это и наблюдалось в эксперименте. В случае, когда нож не перемещался вдоль линии разреза, поролон сминался заметно больше. Это значит, что на него действовала большая сила, и требовались большие усилия со стороны режущего.
Вопрос о соответствии приведённых соображений и закона сохранения энергии предлагаем рассмотреть самостоятельно.
Почему, когда мы режем хлеб, перемещаем нож вперед-назад, а не только сверху вниз?
Решение:
При ответе на этот вопрос можно указать на две причины.
1. На острие ножа обычно имеются микроскопические зазубрины. При движении лезвия зазубрины цепляются за частицы предмета (например, поролона) и разрывают между ними связи.
2. Если лезвие аккуратно наточено, и можно считать, что зазубрин на его режущей кромке практически нет, как, например, на лезвии бритвы, то и таким ножом легче разрезать предмет, если перемещать нож вперёд - назад.
Остановимся на этом случае подробнее.
Пусть лезвие ножа представляет собой клин с углом $\alpha$ (рис.1). Очевидно, легче резать ножом, у которого режущий угол а меньше.
Поместим мысленно нож на поролон и отметим на поверхности поролона три точки А, В и С. Пусть точка С касается лезвия ножа При резании точки А и В будут касаться разных граней лезвия, а точка С вместе с ребром ножа опустится вниз. Таким образом, в поролон оказывается вдавленным клин с углом АСВ (рис.2). Сравним величину этого угла в двух случаях:
1. нож движется вдоль нормали к поверхности поролона (вдавливается в поролон);
2. нож движется под некоторым углом к нормали.
В первом случае точки A, C, B находятся в плоскости нормальной к поверхности поролона (рис.2).
Во втором случае точка C смещается вдоль линии разреза, и плоскость ACB будет образовывать некоторый угол с нормалью к поверхности поролона (рис.3).
Если в обоих случаях нож погружается на одну и ту же глубину, расстояние |AB| будет одинаковым, а расстояния |АС| и |ВС| во втором случае окажутся больше.
Значит, в случае, когда нож перемещается вдоль поверхности, режущий угол АСВ оказывается меньше. Поэтому для разрезания можно прикладывать меньшую силу. Это и наблюдалось в эксперименте. В случае, когда нож не перемещался вдоль линии разреза, поролон сминался заметно больше. Это значит, что на него действовала большая сила, и требовались большие усилия со стороны режущего.
Вопрос о соответствии приведённых соображений и закона сохранения энергии предлагаем рассмотреть самостоятельно.
