Kandungan
- Angkatan pada Rasuk
- Youngs Modulus Y
- Tekanan dan Tekanan
- Pengiraan Sampel Termasuk Tekanan
- Kalkulator Kapasiti Beban I-Beam
"Tekanan," dalam bahasa sehari-hari, boleh bererti sebilangan perkara, tetapi pada umumnya menyerupai sesuatu yang mendesak, sesuatu yang menguji ketahanan beberapa sistem sokongan yang boleh diukur atau mungkin tidak dapat diukur. Dalam bidang kejuruteraan dan fizik, tekanan mempunyai makna tertentu, dan berkaitan dengan jumlah daya pengalaman material per unit kawasan bahan tersebut.
Mengira jumlah maksimum stres yang diberikan struktur atau rasuk tunggal boleh bertolak ansur, dan sepadan dengan beban yang diharapkan dari struktur. adalah masalah klasik dan sehari-hari yang dihadapi oleh jurutera setiap hari. Tanpa matematik yang terlibat, tidak mungkin untuk membina kekayaan empangan, jambatan dan pencakar langit yang besar yang dilihat di seluruh dunia.
Angkatan pada Rasuk
Jumlah kuasa Fbersih yang dialami oleh objek di Bumi termasuk komponen "normal" yang menunjuk ke bawah dan disebabkan oleh medan graviti bumi, yang menghasilkan percepatan g daripada 9.8 m / s2, digabungkan dengan jisim m objek yang mengalami pecutan ini. (Dari undang-undang kedua Newtons, Fbersih = ma. Pecutan adalah kadar perubahan halaju, yang pada gilirannya kadar perubahan sesaran.)
Objek pepejal yang berorientasikan melintang seperti rasuk yang mempunyai kedua-dua elemen berorientasikan secara vertikal dan berorientasikan jisim mengalami beberapa ubah bentuk mendatar walaupun apabila tertakluk kepada beban tegak, ditunjukkan sebagai perubahan panjang ΔL. Iaitu, rasuk itu berakhir.
Youngs Modulus Y
Bahan mempunyai harta yang dipanggil Modulus Youngs atau modulus elastik Y, yang khusus untuk setiap bahan. Nilai yang lebih tinggi menandakan rintangan yang lebih tinggi terhadap ubah bentuk. Unitnya adalah sama dengan tekanan, newtons per meter persegi (N / m2), yang juga berkuat kuasa setiap kawasan unit.
Eksperimen menunjukkan perubahan panjang ΔL daripada rasuk dengan panjang awal L0 tertakluk kepada kekuatan F ke atas kawasan keratan rentas A yang diberikan oleh persamaan
ΔL = (1 / Y) (F / A) L0
Tekanan dan Tekanan
Tekanan dalam kon ini adalah nisbah daya ke kawasan F / A, yang muncul di sebelah kanan panjang persamaan perubahan di atas. Ia kadang-kadang dilambangkan oleh σ (huruf Yunani sigma).
Strain, sebaliknya, ialah nisbah perubahan panjang ΔL kepada panjang asalnya L, atau ΔL / L. Ia kadang-kadang diwakili oleh ε (huruf Yunani epsilon). Strain adalah kuantiti tanpa dimensi, iaitu, ia tidak mempunyai unit.
Ini bermakna tekanan dan ketegangan berkaitan dengan
ΔL / L0 = ε = (1 / Y) (F / A) = σ / Y, atau
tekanan = tekanan Y =.
Pengiraan Sampel Termasuk Tekanan
Satu daya 1,400 N bertindak pada 8 meter dengan rasuk 0.25 meter dengan modulus Youngs 70 × 109 N / m2. Apakah tekanan dan ketegangan?
Pertama, kirakan kawasan A yang mengalami kekuatan F 1,400 N. Ini diberikan dengan mengalikan panjang L0 dari rasuk dengan lebarnya: (8 m) (0.25 m) = 2 m2.
Seterusnya, masukkan nilai yang anda ketahui ke dalam persamaan di atas:
Strain ε = (1/70 × 109 N / m2) (1,400 N / 2 m2) = 1 × 10-8.
Tekanan σ = F / A = (Y) (ε) = (70 × 109N / m2)(1 × 10-8) = 700 N / m2.
Kalkulator Kapasiti Beban I-Beam
Anda boleh mencari kalkulator rasuk keluli secara percuma, seperti yang disediakan dalam Sumber. Yang satu ini sebenarnya adalah kalkulator balok yang tidak dapat ditentukan dan boleh digunakan untuk sebarang struktur sokongan linear. Ia membolehkan anda, dalam ertikata, bermain arkitek (atau jurutera) dan bereksperimen dengan input daya yang berbeza dan pembolehubah lain, walaupun engsel. Paling penting, anda tidak boleh menyebabkan mana-mana pekerja pembinaan apa-apa "tekanan" di dunia nyata dalam berbuat demikian!