Чтобы понять, почему режущий инструмент заточивают, разберем понятие давления и его зависимость от площади опоры.
Основные понятия:
Давление — это сила, действующая на единицу площади. Оно измеряется в паскалях (Па) и рассчитывается по формуле: \[ P = \frac{F}{S} \] где:
- \( P \) — давление,
- \( F \) — сила,
- \( S \) — площадь, на которую эта сила действует.
Заточка инструмента — уменьшение площади контакта режущей кромки с обрабатываемым материалом.
Почему затачивают инструменты:
Когда мы заточиваем режущий инструмент, например, нож или сверло, мы уменьшаем площадь его рабочей кромки.
Пример: Представьте, что у вас есть нож с широкой рабочей частью, который давит на продукт. Если площадь, которая контактирует с продуктом, большая (например, 5 см²), и вы прилагаете силу в 10 Н, то давление будет: \[ P = \frac{10 Н}{5 см²} = \frac{10 Н}{0.0005 м²} = 20000 Па \]
Теперь, если вы заточите нож, и его ширина рабочей части уменьшится до 1 см², давление при той же силе будет: \[ P = \frac{10 Н}{1 см²} = \frac{10 Н}{0.0001 м²} = 100000 Па \]
Заключение: Чем меньше площадь опоры (в данном случае рабочей кромки), тем больше давление на обрабатываемую поверхность. Благодаря большему давлению, режущий инструмент легче проникает в материал, что делает резку более эффективной и требует меньше усилий.
Итог:
Заточка инструмента позволяет увеличить давление, что делает резку более лёгкой и эффективной. Таким образом, уменьшая площадь, на которую действует сила, мы увеличиваем давление, что и является основной причиной заточки режущих инструментов.