¿Por qué es tan fácil rayar materiales pero es más difícil hacer incisiones más profundas o cortarlas por completo?

Cuando dices “primer rasguño”, ¿te refieres a la incisión inicial realizada por las tijeras que cortan completamente el material, o literalmente solo “rascan la superficie” de un material con un objeto afilado?

Si es lo primero, la razón es porque el área más profunda entre las hojas de tijera requiere menos fuerza para cortar el material porque tiene más influencia. A medida que las cuchillas cortan un material, las partes más superficiales de las cuchillas de tijera requieren cada vez más fuerza para perforar el material.

Lo siguiente se aplica a la primera pero también son las razones detrás de la segunda. El área de superficie y la densidad del material a cortar, y el objeto que realiza el corte (en su caso, las tijeras) juegan un papel importante. Aplicando la misma cantidad de fuerza al material X con dos objetos afilados; objetos A y B, donde el objeto B está hecho de un material significativamente más duro que el objeto A y también tiene una superficie significativamente menor que el objeto A (un radio de punta del orden de nanómetros en lugar de un radio de una pulgada), el objeto B tendrá mucho perfora más fácilmente el material donde el objeto A luchará.

Imagina que tuvieras que desmontar un muro de piedra. Si intenta comenzar desde el centro, tiene rocas arriba, abajo y a los lados de la roca que está tratando de eliminar. Las fuerzas de todas las direcciones, pero la que está frente a ti, mantienen esa roca en su lugar.

Ahora imagine que se dio cuenta de lo difícil que fue eso, por lo que comienza a sacarlos de la parte superior. No solo es más fácil, sino que incluso hay una piedra o dos que están sentadas allí con muy poco mortero que lo conecta a las rocas debajo. Solo lo suficiente para cubrir el fondo de esa piedra superior. A medida que avanza lentamente, este es siempre el caso … Rascarse hacia abajo.

Ahora imagina esas piedras como moléculas individuales. Y el mortero son las fuerzas atractivas entre ellos.

Es bastante fácil rascarse esa capa superior. Pero si intentas bucear allí, tienes muchos más vínculos que romper. Mucho más mortero con el que lidiar. Mortero que puede haber tenido tiempo de asentarse en una red optimizada de fuerza.

Esta es una función del material y la herramienta que está utilizando. Depende de las siguientes cosas.
1. Entrada de energía (trabajo) por unidad de longitud del rasguño o corte, es decir, la fuerza que debe aplicar. ¿Recuerda? Trabajo = Fuerza x Distancia (ver Trabajo (física)) y el requisito de fuerza resultante.
2. La idoneidad (nitidez y ángulo Vee del borde) de la herramienta que utiliza para realizar el rasguño o corte.
3. La tenacidad (ver Resistencia) del material que está tratando de alterar, que es una medida de la entrada de energía requerida para cederlo o fracturarlo en una longitud determinada.
Para cortar un material más profundamente, debe empujar un volumen de material geométricamente más grande, cediéndolo y produciendo un área mayor del material para completar la falla, es decir, cortarlo. Por lo tanto, el esfuerzo aumenta dramáticamente con el aumento de la profundidad.

No del todo, pero es como la diferencia entre dureza y tenacidad.

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