Glas ist ein sprödes Material, das bei falscher Handhabung leicht zerbrechen kann. Dennoch schaffen es Handwerker, ganze Glasscheiben auf die benötigte Größe zuzuschneiden. Dazu zeichnen sie zunächst eine Linie auf die Glasoberfläche mit einem Werkzeug namens Glasschneider und brechen das Glas dann mit einem Hebel, ohne dass es in viele kleine Stücke zerfällt. Warum ist das möglich?
Glasschneiden Während der industriellen Revolution im 18. und 19. Jahrhundert entwickelte sich eine „Stärketheorie“ zum Verständnis des Zerstörungsprozesses von Objekten. Nach dieser Theorie wird ein Objekt zerstört, sobald die äußere Belastung einen bestimmten „Schwellenwert“ erreicht. Beim Glasschneiden jedoch kann das Glas auch bei einer äußeren Belastung, die weit unter diesem „Schwellenwert“ liegt, sauber zerschnitten werden. Warum ist das so? 1921 interessierte sich der britische Wissenschaftler Griffith für diese Frage, führte sorgfältige Untersuchungen durch und begründete damit ein neues Fachgebiet namens Bruchmechanik. Nach seiner Theorie kommt es an der Spitze einer „Markierung“ (oder eines „Risses“) zu einer Spannungskonzentration. Sobald die äußere Belastung den „Schwellenwert“ für einen Bruch erreicht, breitet sich der Riss aus. Außerdem sinkt dieser „Schwellenwert“ für einen Bruch, je größer der Riss ist. Sobald der Riss also beginnt, sich auszubreiten, ist es schwierig, ihn zu stoppen – das ist der sogenannte „Niedrigspannungs-Brücheffekt“. Daher kann das beschriftete Glas mit nicht allzu großer Belastung schnell entlang der Markierung zerschnitten werden, während an den Stellen ohne Markierung die klassische „Stärketheorie“ weiterhin gilt, da diese Bereiche den Stärke-„Schwellenwert“ nicht erreichen und daher nicht zerbrechen.
Verpackungsreißverschlüsse Die Bruchmechanik findet auch in vielen Bereichen des täglichen Lebens Anwendung. So sind beispielsweise die Ränder einiger Plastikverpackungen für Lebensmittel mit einem kleinen „V“-förmigen Einschnitt versehen, was das Öffnen der widerstandsfähigen Plastiktüten erleichtert. Wenn der Hersteller jedoch versehentlich einen runden Einschnitt vorsieht, ist die Verwendung etwas mühsamer.