TEKANAN RICIH: BAGAIMANA IA DIKIRA DAN LATIHAN DISELESAIKAN - FIZIKAL - 2025

Ia dikenali sebagai tegasan ricih yang dihasilkan daripada menggunakan dua daya yang selari dengan permukaan dan ke arah yang bertentangan. Dengan cara ini anda dapat membahagikan objek menjadi dua bahagian, menjadikan bahagian-bahagian itu saling meluncur.

Daya ricih langsung dikenakan setiap hari pada kain, kertas atau logam, yang digunakan oleh gunting, guillotines atau gunting. Mereka juga muncul dalam struktur seperti bolt atau skru, dowel, balok, baji, dan kimpalan.

Gambar 1. Usaha ricih dibuat dengan gunting. Sumber: Pixabay

Perlu dijelaskan bahawa ia tidak selalu dimaksudkan untuk memotong atau memotong, tetapi tegangan ricih cenderung mengubah bentuk objek yang digunakan; Oleh itu, rasuk yang mengalami tekanan ricih cenderung merosot di bawah berat badan mereka sendiri. Contoh berikut menjelaskan maksudnya.

Rajah 2 menunjukkan skema ringkas untuk menggambarkan perkara di atas. Ia adalah objek di mana dua daya bertindak dalam arah yang bertentangan. Terdapat satah pemotongan khayalan (tidak dilukis) dan daya bertindak satu di setiap sisi pesawat, memotong bar menjadi dua.

Sekiranya gunting: setiap bilah atau tepi menggunakan kekuatan pada bahagian rentas (bulat) objek yang akan dipotong, juga memisahkannya menjadi dua bahagian, seperti tali pada gambar 1.

Rajah 2. Dua daya yang ditunjukkan menggunakan daya yang cenderung untuk memisahkan bar dalam dua. Sumber: Adre-es

Tekanan ricih boleh menyebabkan ubah bentuk

Anda boleh menggunakan tenaga pemotong dengan menggeser tangan anda ke penutup buku tertutup. Tudung yang lain mesti tetap terpaku di atas meja, yang dapat dicapai dengan menyokong tangan bebas sehingga tidak bergerak. Buku ini akan sedikit berubah dengan tindakan ini, seperti yang digambarkan dalam gambar berikut:

Gambar 3. Memberi tegasan ricih pada buku menyebabkan ubah bentuk. Sumber: Krishnavedala

Sekiranya keadaan ini dianalisis dengan teliti, dua kekuatan yang telah disebutkan diperhatikan, tetapi kali ini berlaku secara mendatar (dalam fuchsia). Salah satunya adalah tangan anda di satu sisi dan yang lain dilekapkan pada permukaan meja di seberang buku yang terpaku.

Buku ini tidak berputar, walaupun daya ini dapat menyebabkan tork atau momen bersih. Untuk mengelakkan ini terdapat dua daya menegak yang lain (dalam pirus); yang satu digunakan dengan tangan yang lain dan yang normal diberikan oleh meja, yang momen jaringnya bertindak ke arah yang bertentangan, menghalang pergerakan putar.

Bagaimana tekanan ricih dikira?

Tekanan ricih muncul walaupun di dalam tubuh manusia, kerana darah yang beredar terus menerus memberikan daya tangen di bahagian dalam saluran darah, menyebabkan ubah bentuk kecil di dinding.

Pertimbangan anda penting dalam menentukan kemungkinan struktur gagal. Dalam daya ricih, bukan sahaja daya diambil kira, tetapi juga kawasan di mana ia bertindak.

Ini segera difahami dengan mengambil dua batang silinder dengan panjang yang sama, diperbuat daripada bahan yang sama tetapi dengan ketebalan yang berbeza, dan menjadikannya tekanan yang lebih besar dan lebih besar sehingga ia pecah.

Tentunya kekuatan yang diperlukan akan jauh berbeza, kerana satu bar lebih nipis daripada yang lain; namun usaha akan sama.

Tekanan ricih dilambangkan dengan huruf Yunani τ (tau) dan dikira sebagai hasil antara magnitud daya daya F dan kawasan A permukaan di mana ia bertindak:

Usaha yang dikira adalah usaha yang menghasilkan daya rata-rata pada permukaan yang dipermasalahkan, kerana daya tidak bertindak pada satu titik di permukaan, tetapi didistribusikan ke seluruhnya dan tidak secara seragam. Walau bagaimanapun, pengagihan dapat ditunjukkan oleh kekuatan yang dihasilkan yang bertindak pada titik tertentu.

Dimensi tegasan ricih adalah kekuatan di permukaan. Dalam unit sistem antarabangsa mereka sesuai dengan Newton / meter persegi, satu unit yang disebut Pascal dan disingkat Pa.

Mereka adalah satuan yang sama untuk tekanan, jadi unit bahasa Inggeris dari pound-force / ft ² dan pound-force / inch ² juga sesuai.

Tekanan ricih dan ubah bentuk

Dalam banyak keadaan, besarnya tegangan ricih berkadar dengan regangan yang disebabkan oleh objek, seperti buku dalam contoh sebelumnya, yang akan kembali ke dimensi asalnya sebaik sahaja tangan dikeluarkan. Kalau macam itu:

Pemalar berkadar dalam kes ini adalah modulus ricih, modulus ketegaran atau modulus ricih (G):

τ = G. γ

Dengan γ = Δ L / L _o , di mana Δ L adalah perbezaan antara panjang akhir dan awal. Dengan menggabungkan persamaan yang diberikan, ungkapan untuk tekanan yang disebabkan oleh tekanan dapat dijumpai:

Nilai pemalar G dijumpai dalam jadual dan unitnya sama dengan tekanan, kerana ketegangan tidak berdimensi. Selalunya nilai G adalah satu setengah atau satu pertiga daripada nilai E, modulus keanjalan.

Sebenarnya mereka dihubungkan dengan ungkapan:

Di mana ν adalah modulus Poisson, pemalar elastik lain dari bahan yang nilainya antara 0 dan ½. Itulah sebabnya G pada gilirannya antara E / 3 dan E / 2.

Latihan yang diselesaikan

-Latihan 1

Untuk menggabungkan dua plat besi, skru keluli digunakan, yang mesti menahan daya ricih hingga 3200 N. Berapakah diameter minimum skru jika faktor keselamatan ialah 6.0? Bahan tersebut diketahui tahan hingga 170 x 10 ⁶ N / m ² .

Penyelesaian

Tekanan ricih yang dikenakan oleh skru berasal dari daya yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Faktor keselamatan adalah kuantiti tanpa dimensi dan berkaitan dengan tekanan maksimum yang dibenarkan:

Tekanan ricih = F / A = Faktor tekanan / keselamatan maksimum yang dibenarkan

Oleh itu kawasan ini:

A = F x faktor keselamatan / Tekanan ricih = 3200 x 6/170 x 10 ⁶ = 0.000113 m ²

Kawasan skru diberikan oleh πD ² /4, oleh itu diameter ialah:

D ² = 4 x A / π = 0,000144 m ²

Rajah 4. Tekanan ricih pada skru. Sumber: buatan sendiri.

D = 0.012 m = 12 mm.

-Latihan 2

Dowel kayu atau dowel digunakan untuk mencegah putaran takal di bawah tekanan T ₁ dan T ₂ , berkenaan dengan sumbu 3 inci. Dimensi pin ditunjukkan dalam gambar. Cari besarnya tegangan ricih pada blok, jika daya yang ditunjukkan bertindak pada takal:

Rajah 5. Gambarajah badan bebas contohnya 2. Sumber: penerangan sendiri.

Penyelesaian

Dengan d = 1.5 inci, oleh itu:

Daya ini menyebabkan tekanan ricih besarnya:

Rujukan

1. Beer, F. 2010. Mekanik bahan. 5hb. Edisi. Bukit McGraw. 7 - 9.
2. Fitzgerald, 1996. Mekanik Bahan. Alpha Omega. 21-23.
3. Giancoli, D. 2006. Fizik: Prinsip dengan Aplikasi. Dewan Prentice Ed ^ke- 6 . 238-242.
4. Hibbeler, RC 2006. Mekanik bahan. Ke-6. Edisi. Pendidikan Pearson. 22 -25
5. Valera Negrete, J. 2005. Catatan mengenai Fizik Umum. UNAM. 87-98.
6. Wikipedia. Tekanan ricih. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.