Богданов К, Як різати ковбасу за законами фізики, Журнал «Фізика» № 21 за 2009 рік
Розрізаючи ковбасу на кружечки, ми стикаємося з дією двох видів сил:
- сил, що перешкоджають розриву ковбаси на частини та
- сил тертя ковбаси на поверхні ножа.
Якщо ми просто давимо ножем на ковбасу з силоюF рез, то результуюча двох сил тертяF тр спрямована вгору і суттєво заважає процесу розрізання.
Щоб позбавитися вертикально спрямованих сил тертяF тр і полегшити процес розрізання, досить згадати відомий досвід з похилою площиною і бруском, що лежить на ній.
Завжди можна знайти такий кут нахилу площини, при якому брусок залишався б нерухомим. Однак варто лише потягнути брусок за нитку в горизонтальному напрямку ВІН, і він почне зісковзувати вниз по похилій площині (у напрямку Оυ), ніби сила тертя на якийсь час зникла. Якщо ми перестаємо тягнути за нитку в горизонтальному напрямку, брусок зупиняється і перестає зісковзувати вниз.
Пояснити те, що відбувається легко, якщо згадати основний закон тертя: сила тертя не може бути більшою за kN, де k – коефіцієнт тертя ковзання, аN – сила реакції опори. Якщо ми тягнемо брусок у горизонтальному напрямку, то стикаємося з опором максимальної сили тертя, що дорівнює kN. Поки ми тягнемо брусок у горизонтальному напрямку, в інших напрямках сила тертя вже діяти не може, інакше порушувався б основний закон тертя. Тому брусок починає зісковзувати вниз, не відчуваючи дії сили тертя у цьому напрямі.
Сила тертя завжди спрямована у бік, протилежний вектору швидкості. Щоб зменшити вертикальну проекцію сили тертя при розрізанні ковбаси на кружечки, достатньо рухати ніж у горизонтальномунапрямі. Тому різати ковбасу легше, якщо рухати ніж туди-сюди по горизонталі.