Wat is de natuurkundetheorie van het snijden met een mens?

Natuurlijk weet iedereen dat een mes scherp is, maar wat is scherp precies. Heeft dat met de ruimte tussen moleculen te maken bijvoorbeeld? Dat zou verklaren waarom het ene materiaal wel makkelijk te snijden is, maar het andere niet. Hoe zit dat?

Weet jij het antwoord?

/2500

Het beste antwoord

"Scherp" betekent dat het snijvlak zo dun mogelijk is. Daardoor krijgt dat snijvlak een heel kleine oppervlakte. Als je kracht zet op het mes, wordt die kracht dus geconcentreerd op een kleine oppervlakte. Dat noemen we druk. Het verschil tussen kracht en druk kun je voelen door een pak suiker (of zout, of een pot pindakaas) op de rug van je hand te zetten. Dat pak suiker weegt 1 kg. De kracht van dat gewicht wordt verdeeld over de oppervlakte van de bodem van het pak, zeg 10x10 cm², dus 100 cm². Die druk (1 kg per 100 cm²) is geen probleem. Leg nu een dobbelsteen op je hand, en zet het pak suiker daar op. Nu wordt precies dezelfde kracht verdeeld over slechts 1 cm². Dat voelt al onaangenaam. Neem nu iets met nog minder oppervlakte, bijvoorbeeld de achterkant van een pen. Zet die achterkant van de pen op je hand, en balanceer het pak suiker op de pen. Nu wordt nog steeds dezelfde kracht verdeeld over, wat zal het zijn, 0,2 cm². Dit wordt al onaangenaam. Als laatste stap kun je een breinaald nemen, of zelfs een speld. Zet die rechtop op je hand, zet daar het pak suiker op... de druk wordt verdeeld over slechts 0,001 cm²... hmm, doe dat toch maar niet... Terug naar het mes. Dat werkt net zoals de voorbeelden hierboven. De kracht die jij zet wordt geconcentreerd op een klein oppervlak. Daardoor wordt de druk heel hoog. Kun je dan snijden? Dat hangt ervan af hoe goed het spul dat jij wilt snijden tegen die druk bestand is. Bij sommige spullen zitten de moleculen (of ionen, of atomen - maar da's een detail) heel stevig aan elkaar vast. Dit bindingen maak je alleen kapot met een gigantische druk. Met een gewoon mes lukt dat niet, de oppervlakte van het snijvlak is nog steeds te groot om die druk op te wekken. Andere spullen hebben moleculen die niet zo stevig aan elkaar zitten. Dan kun je met een mes voldoende druk maken om de bindingen te breken. Dat lukt natuurlijk alleen maar als de bindingen van het materiaal van het mes steviger zijn dan die van het spul dat je wilt snijden. Want dezelfde druk die jij op het spul zet, zet je ook op het snijvlak van het mes. Als jij diamant wilt snijden, zul je eerder de bindingen van het mes kapotmaken dan de bindingen tussen de atomen van de diamant (die zijn namelijk superstevig). Samenvattend: --  Je concentreert een bepaalde kracht op een klein oppervlak. --  Daardoor breek je bindingen van het spul dat je wilt snijden. --  Dat lukt alleen als de bindingen van het mes sterker zijn dan van dat spul.  

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord op die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100