Découpe d'une feuille de papier
DIVERS
+ DE 2 ANS
Le 18/02/2020 à 22h24
215 vues
Question d'origine :
Bonsoir Guichet du Savoir,
Je me demandais quelle phénomène physique se produit lorsque l'on découpe une feuille de papier ou tout autre objet ; les atomes se séparent-ils ?
Merci !
Réponse du Guichet
gds_et
- Département : Équipe du Guichet du Savoir
Le 20/02/2020 à 10h57
Bonjour,
Lorsqu'on découpe, coupe, casse un objet quel qu'il soit, c'est au niveau des liaisons entre les molécules qui composent cet objet qu'il y a rupture. Mais les liaisons intramoléculaires (c'est-à-dire les liaisons entre les atomes qui composent ces molécules) restent intactes.
Vous trouverez une explication de ce phénomène sur le site Intra Science. En voici un extrait (réponse avancée, sans les illustrations) :
« Pourquoi un couteau coupe-t-il ?
Séparer un objet, qu’il s’agisse de le « couper », le « déchirer » ou l’« écraser », nécessite de rompre les liaisons entre les molécules qui le composent. À la différence des deux autres, le premier terme fait référence à une zone de séparation aussi nette et fine que possible.
Toute scission d’un matériau commence par une rupture locale dans sa structure moléculaire, par exemple une microfissure, ou une dislocation, qui peut par la suite s’étendre au reste de la zone.
Il existe différentes méthodes pour fragiliser ces liaisons, la plus commune étant d’appliquer une force mécanique importante au point d’impact. On emploie pour ce faire des outils dont la surface tranchante est aussi fine que possible, ce qui permet de maximiser la pression sur la zone de contact.
Ainsi, s’il est plus simple de trancher un fromage avec un couteau qu’avec le plat de la main, c’est parce que toute notre force est concentrée sur une petite bande, ce qui génère des contraintes importantes au sein du matériau.
L’angle de la pression appliquée lors de la coupe a également son importance sur la rupture des liaisons. Grâce à un mouvement de sciage, on peut par exemple ajouter des forces latérales (dites de « cisaillement ») à la force perpendiculaire décrite ci-dessus. […]
Tous les matériaux possèdent une résistance différente à ces contraintes, ils sont généralement plus sensibles au cisaillement qu’à la compression ou à l’étirement. Leur point de rupture est déterminé par une combinaison de facteurs tels que les microfissures préexistantes, l’intensité des liaisons, l’angle de la force, la température et le poids moléculaire. »
D’autres liens qui pourront vous intéresser :
- L’art de couper net, pourlascience.fr
- Alan Arnold Griffith ou le théorème de la feuille de papier, data-avalanche.org
- Casser de la matière, forums.futura-sciences.com
Et quelques ouvrages pour aller plus loin :
- Des molécules et des hommes : liaisons chimiques, liaisons humaines / Alain Sevin, Christine Dézarnaud Dandine ; illustrations de Piem ; préface de Roald Hoffmann
- Merveilleuses structures / Yan Liang ; traduction de Jacques Covès
- Molécules : l'architecture du quotidien et de l'infini / Theodore Gray
- La physique à ma portée : atomes et molécules, les nouvelles frontières / Raymond Vetter, Guy Taïeb
- Liaisons chimiques : structure et réactivité / Alain Sevin, Christine Dézarnaud-Dandine
Bonne journée.
Lorsqu'on découpe, coupe, casse un objet quel qu'il soit, c'est au niveau des liaisons entre les molécules qui composent cet objet qu'il y a rupture. Mais les liaisons intramoléculaires (c'est-à-dire les liaisons entre les atomes qui composent ces molécules) restent intactes.
Vous trouverez une explication de ce phénomène sur le site Intra Science. En voici un extrait (réponse avancée, sans les illustrations) :
« Pourquoi un couteau coupe-t-il ?
Séparer un objet, qu’il s’agisse de le « couper », le « déchirer » ou l’« écraser », nécessite de rompre les liaisons entre les molécules qui le composent. À la différence des deux autres, le premier terme fait référence à une zone de séparation aussi nette et fine que possible.
Toute scission d’un matériau commence par une rupture locale dans sa structure moléculaire, par exemple une microfissure, ou une dislocation, qui peut par la suite s’étendre au reste de la zone.
Il existe différentes méthodes pour fragiliser ces liaisons, la plus commune étant d’appliquer une force mécanique importante au point d’impact. On emploie pour ce faire des outils dont la surface tranchante est aussi fine que possible, ce qui permet de maximiser la pression sur la zone de contact.
Ainsi, s’il est plus simple de trancher un fromage avec un couteau qu’avec le plat de la main, c’est parce que toute notre force est concentrée sur une petite bande, ce qui génère des contraintes importantes au sein du matériau.
L’angle de la pression appliquée lors de la coupe a également son importance sur la rupture des liaisons. Grâce à un mouvement de sciage, on peut par exemple ajouter des forces latérales (dites de « cisaillement ») à la force perpendiculaire décrite ci-dessus. […]
Tous les matériaux possèdent une résistance différente à ces contraintes, ils sont généralement plus sensibles au cisaillement qu’à la compression ou à l’étirement. Leur point de rupture est déterminé par une combinaison de facteurs tels que les microfissures préexistantes, l’intensité des liaisons, l’angle de la force, la température et le poids moléculaire. »
- L’art de couper net, pourlascience.fr
- Alan Arnold Griffith ou le théorème de la feuille de papier, data-avalanche.org
- Casser de la matière, forums.futura-sciences.com
- Des molécules et des hommes : liaisons chimiques, liaisons humaines / Alain Sevin, Christine Dézarnaud Dandine ; illustrations de Piem ; préface de Roald Hoffmann
- Merveilleuses structures / Yan Liang ; traduction de Jacques Covès
- Molécules : l'architecture du quotidien et de l'infini / Theodore Gray
- La physique à ma portée : atomes et molécules, les nouvelles frontières / Raymond Vetter, Guy Taïeb
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Bonne journée.
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