Номер 13, страница 6, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Плавание тел. Параграф 16. Давление твёрдого тела - номер 13, страница 6.

Условие.

13. Почему острый нож режет, а тупой — не режет?

Решение.

Способность ножа резать определяется давлением, которое его лезвие оказывает на разрезаемый объект. Давление ($\text{p}$) — это физическая величина, которая определяется как сила ($\text{F}$), приложенная перпендикулярно к поверхности, делённая на площадь ($\text{S}$) этой поверхности.

Математически это выражается формулой:

$p = \frac{F}{S}$

Основное отличие острого ножа от тупого заключается в площади их режущей кромки ($\text{S}$).

1. Острый нож имеет очень тонкое, хорошо заточенное лезвие. Это означает, что площадь его режущей кромки, которая контактирует с разрезаемым материалом, чрезвычайно мала. Согласно формуле, при приложении даже небольшой силы ($\text{F}$) на очень маленькую площадь ($\text{S}$) создается огромное давление ($\text{p}$). Это высокое давление оказывается достаточным, чтобы преодолеть силы сцепления между молекулами материала, и нож легко разрезает его.

2. Тупой нож имеет закругленную или изношенную режущую кромку, площадь которой значительно больше, чем у острого ножа. Когда к тупому ножу прикладывается та же самая сила ($\text{F}$), она распределяется по большей площади ($\text{S}$). В результате создаваемое давление ($\text{p}$) оказывается намного меньше. Этого давления часто бывает недостаточно, чтобы разорвать межмолекулярные связи в материале, поэтому тупой нож не режет, а лишь давит на поверхность, мнет или рвет ее.

Таким образом, при одинаковом усилии, приложенном человеком, острый нож создает во много раз большее давление, чем тупой, что и позволяет ему эффективно резать.

Ответ: Острый нож режет, а тупой — нет, потому что при одинаковой приложенной силе острый нож создает намного большее давление из-за очень малой площади режущей кромки. Этого высокого давления достаточно для разрезания материала, в то время как низкого давления, создаваемого тупым ножом, для этого не хватает.