칼은 왜 날이 날카로워야 잘 들까?
Why do sharp knives cut better?
같은 힘으로 눌러도 잘 갈린 칼은 술술 들고, 무딘 칼은 미끄러지기만 하는 까닭은 무엇일까요?
무슨 일이 일어났나
칼이 재료를 자르는 것은 날 끝이 재료를 아주 센 압력으로 눌러 갈라 놓기 때문인데, 압력은 누르는 힘을 닿는 넓이로 나눈 값입니다(NASA).
날 길이 10 cm 에 날 끝 너비가 0.1 mm(닿는 넓이 10 mm²)인 무딘 칼과 1 µm(0.1 mm²)인 날카로운 칼을 같은 20 N 으로 누르면, 시뮬레이터에서 압력이 2.00 MPa 과 200 MPa 로 100 배 차이 납니다(모형 값).
압력 단위 파스칼은 1 m² 에 1 N 이 걸리는 압력이라(NIST), 200 MPa 은 1 m² 에 2 억 N 이 걸리는 것과 같은 세기입니다. 칼을 갈면 날 끝 넓이가 줄어 같은 힘으로도 압력이 커집니다.
💡 생활 속 예시
- 교실 게시판의 압정은 머리는 넓고 끝은 뾰족해서, 엄지로 누르는 힘은 그대로인데 끝에서 압력이 커져 코르크판에 쉽게 박힙니다.
- 눈 쌓인 산길에서 넓적한 설피(눈신)를 신으면 몸무게가 넓게 퍼져 압력이 줄어, 발이 덜 빠집니다 — 칼날과 거꾸로인 경우입니다.
확인된 값
교육과정에서는
- 한국 2022 · 과학(중학교) · 기체의 성질
- 잉글랜드 · KS3 Physics: Pressure in fluids
출처
이어서 보기
같은 단원 · 유체
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- 개념부력 (아르키메데스 원리)
- 개념좁아지면 빨라지는 흐름 (연속 방정식)
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