Spørg Scientariet: Hvorfor skærer skalpellen kun, når man bevæger den?
P.H. Christensen har skrevet til Scientariet: Jeg har et problem, jeg ofte tænker på uden nogensinde at få klarhed: Tag noget af det skarpeste, man umiddelbart kan tænke sig - et barberblad eller en skalpel - og tryk æggen hårdt ind mod huden. Der sker intet ved det. Men bevæg så bladet eller skalpellen en anelse i æggens retning. Så ser man blod! Hvad er mon den væsentlige forskel på det, der sker mellem æg og hud ved denne ændring? Enhver kan jo forstå, hvorfor en sav går ind, når der decideret fjernes materiale på grund af tænderne. Men den skarpest tænkelige æg har vel ingen takker? Der er i hvert fald ikke nogen at se, selv under stor forstørrelse.
Sven Tougaard, ph.d., dr. scient ved Institut for Fysik, Kemi og Farmaci ved Syddansk Universitet, svarer:
Det er et interessant fænomen, som vi også kender, når vi skærer en tomat i skiver, hvor selv den skarpeste kniv først gennemskærer skallen, når kniven bevæges henover over fladen. Fysikken bagved er følgende:
På æggen af selv det skarpeste barberblad er der faktisk tydelige ujævnheder, som dog kun kan ses med de bedste mikroskoper (som f.eks. et atomic force microscope eller et elektronmikroskop). Hvis den er ekstremt skarp, vil ujævnhederne kun have en højde af nogle få atomer, men det vil være tilstrækkeligt til, at der opstår en friktionskraft mellem huden og æggen, når den bevæges hen over overfladen.
Det kræver derfor en energi at føre æggen hen over huden, som er lig friktionskraften ganget med den strækning, æggen flyttes. Energien afsættes i grænselaget mellem æg og hud, og det er den energi, der medgår til at rive hudcellerne over.
Hvis æggen nu er mindre skarp, er æggens ujævnheder større, og derfor bliver friktionskraften og dermed den afsatte energi også større. Men knivsæggen på det sløve blad fylder et væsentligt større areal på huden, og den afsatte energi fra friktionskraften bliver derfor mindre pr arealenhed. Derfor skærer en skarp æg bedre end en sløv, selv om den sløve giver anledning til en større friktionskraft.
Dokumentation
