ŠLYTIES JĖGA: PAVIRŠIAUS IR MASĖS JĖGOS - FIZINIS - 2025

Šlyties jėga yra junginys, jėga, kuri yra apibūdinamas kaip lygiagreti paviršiaus, ant kurio jis yra nueina ir yra linkęs padalinti į organizmą, išstumia sekcijas, atsiradusius gabalo.

Jis schematiškai pavaizduotas 1 paveiksle, kuriame parodyta pjovimo jėga, taikoma dviem skirtingais medinio pieštuko taškais. Šlyties jėgai savo ruožtu reikia dviejų lygiagrečių ir priešingų jėgų, kurios, atsižvelgiant į jų intensyvumą, yra pajėgios deformuoti pieštuką arba neabejotinai jį suskaidyti.

1 pav. Dėl rankomis veikiamos šlyties jėgos pieštukas sulaužomas. Šaltinis: „Pixabay“.

Taigi, nors mes kalbame apie šlyties jėgą vienaskaitoje, iš tikrųjų yra taikomos dvi jėgos, nes šlyties jėga yra sudėtinė jėga. Šios jėgos susideda iš dviejų jėgų (arba daugiau, sudėtingais atvejais), taikomų skirtinguose objekto taškuose.

Dvi jėgos, kurių dydis yra toks pats ir priešingos, tačiau veikiančios lygiagrečiomis linijomis, sudaro jėgų porą. Poros nepateikia objektų vertimo, nes jų rezultatas lygus nuliui, tačiau jos sukuria grynąjį sukimo momentą.

Naudojant porą, daiktai, tokie kaip transporto priemonės vairas, yra pasukami, arba jie gali būti deformuoti ir sulaužyti, kaip pieštuko ir medinės lentos atveju, parodyta 2 paveiksle.

2 pav. Šlyties jėga padalija medinę juostą į dvi dalis. Atkreipkite dėmesį, kad jėgos liečia rąsto skerspjūvį. Šaltinis: F. Zapata.

Paviršiaus ir masinės jėgos

Sudėtinės jėgos yra vadinamųjų paviršiaus jėgų dalis būtent todėl, kad jos veikia kūnų paviršių ir niekaip nesusijusios su jų mase. Norėdami paaiškinti tašką, palyginkime šias dvi jėgas, kurios dažnai veikia daiktus: svorį ir trinties jėgą.

Svorio dydis yra P = mg, o kadangi jis priklauso nuo kūno masės, tai nėra paviršiaus jėga. Tai yra masinė jėga, o svoris yra charakteringiausias pavyzdys.

Trintis priklauso nuo kontaktinių paviršių pobūdžio, o ne nuo kūno masės, kurią ji veikia, todėl tai yra geras dažnai atsirandančių paviršiaus jėgų pavyzdys.

Paprastos ir sudėtinės jėgos

Paviršiaus jėgos gali būti paprastos arba sudėtinės. Mes jau matėme jungiamosios jėgos šlyties jėgoje pavyzdį, o savo ruožtu trintis pavaizduota kaip paprasta jėga, nes pakanka vienos rodyklės, kad ji būtų pavaizduota izoliuotoje objekto kūno schemoje.

Paprastos jėgos yra atsakingos už kūno judesio pokyčių spausdinimą, pavyzdžiui, mes žinome, kad kinetinė trinties jėga tarp judančio objekto ir paviršiaus, ant kurio jis juda, lemia greičio sumažėjimą.

Priešingai, jungtinės jėgos paprastai deformuoja kūnus, o žirklės ar žirklės gali sukelti pjūvį. Kitos paviršiaus jėgos, tokios kaip įtempimas ar suspaudimas, prailgina arba suspaudžia kūną, kuriam jos veikia.

Kiekvieną kartą supjaustant pomidorą padažui paruošti arba popieriaus lakštui pjaustyti naudojamos žirklės, taikomi aprašyti principai. Pjovimo įrankiai paprastai turi du aštrius metalinius ašmenis, kad būtų galima naudoti šlyties jėgą smulkinamo daikto skerspjūvyje.

3 pav. Veikianti šlyties jėga: vieną iš jėgų veikia peilio ašmenys, kitą - normalioji, kurią veikia pjaustymo lenta. Šaltinis: „Katemangostar“ sukurta maisto nuotrauka - freepik.es

Šlyties stresas

Šlyties jėgos poveikis priklauso nuo jėgos dydžio ir jos veikimo srities, todėl inžinerijoje plačiai naudojama šlyties įtempio sąvoka, kurioje atsižvelgiama ir į jėgą, ir į plotą.

Šis įtempis turi kitas reikšmes, tokias kaip šlyties įtempis ar šlyties įtempis, o civilinėse konstrukcijose yra ypač svarbu į tai atsižvelgti, nes daugelis konstrukcijų gedimų atsiranda dėl šlyties jėgų.

Jos naudingumas iškart suprantamas atsižvelgiant į tokią situaciją: tarkime, kad turite du tos pačios medžiagos, bet skirtingo storio strypus, kuriems veikiamos didėjančios jėgos, kol jie sulūžta.

Akivaizdu, kad norint sulaužyti storesnį strypą, turi būti taikoma didesnė jėga, tačiau kiekvienai strypui, kurio sudėtis yra tokia pati, pastangos yra vienodos. Tokie bandymai yra dažni inžinerijos srityje, atsižvelgiant į tai, kad svarbu pasirinkti tinkamą medžiagą, kad numatoma konstrukcija funkcionuotų optimaliai.

Stresas ir įtampa

Matematiškai, jei šlyties įtempis žymimas τ, taikomosios jėgos kaip F dydis ir sritis, kurioje ji veikia kaip A, turime vidutinį šlyties įtempį:

Būdamas tarp jėgos ir ploto santykis, tuo pastangų tarptautinėje sistemoje vienetas yra niutonas / m ² , vadinamas Paskalis ir sutrumpintai Pa. Be anglų sistemoje svaras jėgos / pėdų ² ir Svaras-force / ² colių .

Daugeliu atvejų šlyties įtempis paveiktas objektas yra deformuotas ir tada, kai įtempis nustoja veikti, jis atgauna savo pradinę formą faktiškai nesulaužęs. Tarkime, deformaciją sudaro ilgio pokytis.

Tokiu atveju įtampa ir įtampa yra proporcingi, todėl galima atsižvelgti į šiuos dalykus:

Simbolis ∝ reiškia „proporcingas“ ir, atsižvelgiant į vieneto deformaciją, apibrėžiamas kaip ilgio pokyčio, kuris bus vadinamas ΔL, ir pradinio ilgio, vadinamo L _o, koeficientas . Šiuo būdu:

Šlyties modulis

Būdamas dalmuo tarp dviejų ilgių, kamienas neturi vienetų, tačiau dedant lygybės simbolį proporcingumo konstanta turi juos pateikti. Kreipiantis G į tą pastovią:

G vadinamas šlyties moduliu arba šlyties moduliu. Jis turi „Pascal“ vienetų tarptautinėje sistemoje, o jo vertė priklauso nuo medžiagos pobūdžio. Tokias vertes galima nustatyti laboratorijoje, tiriant skirtingų jėgų poveikį skirtingos sudėties mėginiams.

Kai reikia nustatyti šlyties jėgos dydį pagal ankstesnę lygtį, tiesiog pakeiskite įtempio apibrėžimą:

Šlyties jėgos yra labai dažnos, todėl į jų poveikį reikia atsižvelgti daugelyje mokslo ir technologijos aspektų. Konstrukcijose, esančiose sijų atraminiuose taškuose, jos gali kilti avarijos metu ir sulaužyti kaulą, o jų buvimas gali pakeisti mašinų darbą.

Dėl tektoninio aktyvumo jie veikia žemės plutą dideliu mastu, sukeldami uolienų lūžius ir geologines avarijas. Todėl jie taip pat yra atsakingi už nuolatinį planetos formavimą.

Nuorodos

1. Alus, F. 2010. Medžiagų mechanika. 5-asis. Leidimas. McGraw Hill. 7 - 9.
2. Fitzgerald, 1996. Medžiagų mechanika. Alfa Omega. 21–23.
3. Giancoli, D. 2006. Fizika: principai su taikymu. 6 ^{t -oji} Ed. Prentice salėje. 238–242.
4. Hibbeler, RC 2006. Medžiagų mechanika. 6-asis. Leidimas. „Pearson Education“. 22 -25
5. Valera Negrete, J. 2005. Bendrosios fizikos pastabos. UNAM. 87–98.
6. Vikipedija. Šlyties stresas. Atkurta iš: en.wikipedia.org.