L'efficacia del taglio

Perché l'efficacia di taglio di un coltello è massima se facciamo scorrere la lama e invece è minima o nulla se ci limitiamo a premerla sull'oggetto da tagliare?
Emilio Fornasa
5 gennaio 2005
Cercherò di dare una spiegazione in termini più semplici possibili.

Se facciamo scorrere una lama — ancora più evidente una sega — sopra un corpo, noi gli stiamo applicando uno sforzo diretto trasversalmente alla normale alla superficie del corpo nel punto di contatto, o sforzo di taglio (il nome nasce appunto dal fatto che è il tipo di sforzo che si impiega nelle circostanze dette).

Se invece appoggiamo il coltello o la sega sul corpo e premiamo verso il basso, lo sforzo applicato è di tipo longitudinale, o sforzo compressivo, ossia parallelo alla normale alla superficie del corpo. Questo secondo risulta enormemente meno efficace del primo nel produrre la rottura dei legami chimici che tengono tra loro unite le molecole del materiale per il semplice fatto che, a differenza dello sforzo di taglio, non si trova concentrato sui singoli legami man mano che la lama sprofonda, bensì ne comprime in profondità un'intera fila.

Un semplice esempio che risulta molto convincente, ed è in sostanza analogo al caso della lama fin qui trattato, è quello del foglio di carta da spezzare. Se si vuole dividere la carta in due parti, il modo più facile è quello di afferrare tra indice e pollice di ciascuna mano due punti vicini del lato superiore della carta e tirarne uno verso di sé, spingendo invece l'altro verso l'esterno. La linea di rottura, che inizierà tra le due coppie di dita, è appunto caratterizzata da uno sforzo di taglio che è interamente localizzato sul punto di rottura, e avanza verso il basso rompendo le fibre in successione. Il risultato è parecchio meno facile da ottenere se invece lo sforzo è applicato in senso longitudinale, vale a dire se le due mani tirano la carta una verso destra e l'altra verso sinistra (si tratta in questo caso di uno sforzo di stiramento anziché di compressione, ma il discorso è identico).

Andrea Frova Dipartimento di Fisica, Università di Roma "La Sapienza"

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