刃物が切れるというのは？

質問

包丁でもかみそりでも良いのですが肉眼で野菜やひげが切れることはイメージできるのですが、分子のレベルで想像しようとすると全然イメージできないのですが、これは、やはり量子力学が理解には必要なことなことなのでしょうか？

回答No.3

First_Noel

「無印良品」に行くと、子供のままごとセットとして、
野菜の輪切りのようなものにマジックテープがついていて、
そこにおもちゃの包丁を入れると、ザクッ、と切れるとても楽しいおもちゃがありますが、
分子の結合を引きちぎるのは、張り付いているマジックテープの間に
何かを差し込んで長手方向に動かす、あんなイメージで良いと思います。

お礼

貴重なご示唆ありがとうございます。量子力学は必要ないわけですね。

回答No.2

physicsache

分子ってものは、ファンデルワールス力という極弱い力で引っ張り合っています。
分子間力とも言いますね。

ですから、ちょっとでもファンデルワールス力より強い力を与えてやれば、
分子同士が引き離されてしまうってことでしょう。

包丁の刃のように強い圧力を与えられる道具を使えば、
たちまち分子は引き離されてしまうのですよ。

特に野菜などのように分子の密度が低い物質ならば、
簡単に切れると思います。

補足

うまく表現できなくてすみません。切れるというのは肉眼的に分かることなのですが，切れ始めのところを分子（レベル）のイメージで分からないかなと考えているのですが・・・

回答No.1

shkwta

包丁やかみそりの刃先の厚さはμmのオーダーなので、直接に量子力学を使う必要はないと思います。メカニズムはつぎのことで説明できるのではないでしょうか。
（１）力が刃先に集中し、（切られる側で）局所的にきわめて大きな応力が生じるために、材料の表面が破断する効果。
（２）切るときに刃を引く場合は、刃先に摩擦力が集中することによって材料が引きちぎられる効果。
（３）包丁やカッターナイフでは刃に微小な凹凸があり、これが刃を引いたときにのこぎりの歯のように材料を掻きとる効果。

補足

ご回答有難うございます。量子力学ではなくてもよいのですがご教示の１から３までの内容を分子のレベルでイメージできないというのが私の悩みです。イメージできないということは量子力学の記号でも借りないと不可能なことなのかなと思ったわけです。