Ποια είναι η παραμόρφωση ενός στερεού λόγω μιας εφαρμοσμένης δύναμης;
Εδώ είναι μια κατανομή:
* άγχος: Το άγχος είναι ένα μέτρο των εσωτερικών δυνάμεων μέσα σε ένα στερεό που προκύπτει ως απάντηση σε μια εξωτερική δύναμη. Υπολογίζεται ως η δύναμη που εφαρμόζεται ανά περιοχή μονάδας.
* στέλεχος: Το στέλεχος είναι ένα μέτρο της παραμόρφωσης του στερεού. Ορίζεται ως η μεταβολή της διάστασης (μήκος, πλάτος ή πάχος) διαιρούμενο με την αρχική διάσταση.
* Σχέση μεταξύ στρες και καταπόνησης: Το άγχος και η πίεση σχετίζονται άμεσα. Η σχέση μεταξύ τους ονομάζεται συστατικός νόμος του υλικού. Για πολλά υλικά, αυτή η σχέση είναι γραμμική και περιγράφεται από τον νόμο του Hooke .
Τύποι στρες:
* Κανονική τάση: Μια δύναμη που ενεργεί κάθετα σε μια επιφάνεια, προκαλώντας ένταση ή συμπίεση.
* Διατμητική τάση: Μια δύναμη που ενεργεί παράλληλα με μια επιφάνεια, προκαλώντας αλλαγή σχήματος.
Τύποι τάσης:
* Κανονική καταπόνηση: Μια αλλαγή στο μήκος, προκαλώντας επιμήκυνση ή συμπίεση.
* Τμήμα διάτμησης: Μια αλλαγή στο σχήμα, προκαλώντας παραμόρφωση.
Παράγοντες που επηρεάζουν την παραμόρφωση:
* Ιδιότητες υλικού: Τα διαφορετικά υλικά έχουν διαφορετικά πλεονεκτήματα και ακαμψίες, επηρεάζοντας τον τρόπο με τον οποίο παραμορφώνονται κάτω από το άγχος.
* μέγεθος δύναμης: Μια μεγαλύτερη δύναμη θα προκαλέσει γενικά μεγαλύτερη παραμόρφωση.
* Περιοχή εφαρμογής: Η δύναμη που εφαρμόζεται σε μια μεγαλύτερη περιοχή θα έχει ως αποτέλεσμα μικρότερο στρες και ενδεχομένως λιγότερη παραμόρφωση.
* Θερμοκρασία: Η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει τη δύναμη και την ακαμψία των υλικών.
Σημαντική σημείωση: Η παραμόρφωση ενός στερεού μπορεί να είναι ελαστική ή πλαστική:
* ελαστική παραμόρφωση: Αυτή η παραμόρφωση είναι προσωρινή και αναστρέψιμη. Όταν αφαιρεθεί η δύναμη, το υλικό επιστρέφει στο αρχικό του σχήμα.
* Πλαστική παραμόρφωση: Αυτή η παραμόρφωση είναι μόνιμη και μη αναστρέψιμη. Το υλικό δεν θα επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα μετά την αφαίρεση της δύναμης.
Η κατανόηση του στρες και της πίεσης είναι ζωτικής σημασίας σε διάφορες εφαρμογές μηχανικής, όπως το σχεδιασμό γέφυρες, κτίρια και μηχανές, εξασφαλίζοντας ότι μπορούν να αντέξουν τις εφαρμοσμένες δυνάμεις χωρίς να αποτύχουν.
