Usaha memotong bagaimana ia dikira dan diselesaikan latihan

Ia dikenali sebagai kekuatan ricih yang dihasilkan daripada memohon dua daya selari dengan kawasan dan ke arah yang bertentangan. Dengan cara ini objek boleh dibahagikan kepada dua bahagian, menyebabkan bahagian -bahagian itu meluncur satu ke atas yang lain.

Tekanan pemotongan langsung harian pada kain, kertas atau logam, yang dikenakan oleh gunting, guillotine atau ricih. Mereka juga muncul dalam struktur seperti bolt atau skru, pin, rasuk, baji dan kimpalan.

Rajah 1. Dengan gunting, usaha ricih dibuat. Sumber: Pixabay

Adalah perlu untuk menjelaskan bahawa ia tidak selalu bertujuan untuk seksyen atau memotong, tetapi usaha ricih cenderung untuk mengubah bentuk objek yang digunakan; Itulah sebabnya rasuk yang tertakluk kepada usaha pemotongan cenderung digabungkan dengan berat badan mereka sendiri. Contoh berikut menjelaskan maksudnya.

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

Dalam kes gunting: setiap lembaran atau kelebihan menggunakan daya di bahagian salib (bulat) objek yang akan dipotong, sama -sama memisahkannya menjadi dua bahagian, seperti rentetan angka 1.

Rajah 2. Kedua -dua pasukan yang ditunjukkan melakukan usaha yang cenderung untuk memisahkan bar menjadi dua. Sumber: Adre-es [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)] [TOC]

Usaha pemotongan dapat menyebabkan ubah bentuk

Anda boleh berusaha menjalankan usaha ricih dengan meluncur tangan anda di atas penutup buku tertutup. Tudung yang lain mesti tetap tetap di atas meja, yang dapat dicapai dengan menyokong tangan bebas sehingga tidak bergerak. Buku ini akan berubah sedikit dengan tindakan ini, seperti yang dijelaskan dalam angka berikut:

Rajah 3. Semasa menggunakan usaha ricih di dalam buku terdapat ubah bentuk. Sumber: Krishnavedala [CC0]

Sekiranya keadaan ini dianalisis dengan teliti, kedua -dua pasukan telah dirujuk, tetapi kali ini digunakan secara mendatar (Di Fuchsia). Salah satunya adalah tangannya pada satu muka dan yang lain digunakan oleh permukaan meja di seberang wajah buku yang diperbaiki.

Dapat melayani anda: inersia

Buku ini tidak berubah, walaupun daya ini boleh menyebabkan tork atau momen bersih. Untuk mengelakkan ini adalah dua kuasa menegak yang lain (dalam turquoise); Yang digunakan dengan tangan yang lain dan yang normal yang dilaksanakan oleh meja, yang momen bersihnya bertindak ke arah yang bertentangan menghalang pergerakan berputar.

[TOC]

Bagaimana usaha ricih dikira?

Usaha pemotongan muncul walaupun di dalam tubuh manusia, kerana darah ketika pekeliling terus menerus mengerjakan daya tangen di wajah dalaman saluran darah, menyebabkan ubah bentuk kecil di dinding.

Pertimbangannya adalah penting untuk menentukan kemungkinan kegagalan gagal. Dalam usaha pemotongan bukan sahaja daya diambil kira, tetapi juga kawasan yang bertindak.

Ini segera difahami ketika mengambil dua bar silinder dengan panjang yang sama, dibuat dengan bahan yang sama tetapi ketebalan yang berbeza dan menundukkan mereka untuk meningkatkan usaha sehingga mereka memecahkan.

Jelas sekali daya yang diperlukan akan sangat berbeza, kerana satu bar lebih nipis daripada yang lain; Namun usaha itu akan sama.

Usaha ricih dilambangkan dengan lirik Yunani τ (tau) dan dikira sebagai nisbah antara magnitud daya yang digunakan F dan kawasan itu Ke permukaan di mana ia bertindak:

τ_purata= F /a

Usaha yang dikira itu adalah yang menghasilkan daya purata di permukaan yang dipersoalkan, kerana daya tidak bertindak pada titik unik permukaan, tetapi diedarkan ke atas semua itu dan bukan dengan cara yang seragam. Walau bagaimanapun, pengedaran boleh diwakili oleh daya yang terhasil yang bertindak pada titik tertentu.

Ia boleh melayani anda: blok algebra: elemen, contoh, latihan yang diselesaikan

Dimensi tegasan ricih berkuasa di permukaan. Dalam unit sistem antarabangsa yang sesuai dengan Newton/Metro Square, unit yang dipanggil Pascal dan PA disingkat.

Mereka adalah unit tekanan yang sama, oleh itu unit sistem bahasa Inggeris sebagai pound -fuerza/pai ² dan libra-fuerza /inci² Mereka juga sesuai.

Usaha pemotongan dan ubah bentuk

Dalam banyak situasi, magnitud tegasan ricih adalah berkadar dengan ubah bentuk kesatuan yang disebabkan oleh objek, seperti buku contoh sebelumnya, yang akan kembali ke dimensi asalnya sebaik sahaja tangan dikeluarkan. Kalau macam itu:

Kekuatan ricih ∝ ubah bentuk kesatuan

Pemalar perkadaran dalam kes ini ialah modul pemotongan, modul ketegaran atau modul ricih (g):

Usaha pemotongan = Mendengar modul x ubah bentuk unit

τ = g. γ

Dengan γ = ΔLl_{Sama ada}, Di mana δL Ia adalah perbezaan antara panjang akhir dan awal. Menggabungkan persamaan yang diberikan, ungkapan untuk ubah bentuk yang disebabkan oleh usaha dapat dijumpai:

Nilai pemalar G Terdapat dalam jadual dan unitnya adalah sama dengan usaha itu, memandangkan fakta bahawa ubah bentuk unit tidak dimensi. Hampir selalu nilai G separuh atau pertiga daripada nilai Dan, Modul keanjalan.

Malah mereka berkaitan dengan ungkapan:

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

Latihan yang diselesaikan

-Latihan 1

Untuk menyertai dua plat besi, skru keluli digunakan, yang mesti menahan daya pemotongan sehingga 3200 n. Berapakah diameter minimum skru jika faktor keselamatan adalah 6.0? Diketahui bahawa bahan itu menahan sehingga 170 x 10⁶ N/m².

Boleh melayani anda: kerdil putih

Penyelesaian

Usaha pemotongan yang mana skru tertakluk berasal dari daya yang ditunjukkan dalam gambar di bawah. Faktor keselamatan adalah jumlah tanpa dimensi dan berkaitan dengan usaha maksimum yang dibenarkan:

Usaha pemotongan = F/A = Faktor Keselamatan/Keselamatan Maksimum Maksimum

Oleh itu kawasannya adalah:

A = F x Faktor keselamatan / usaha pemotongan = 3200 x 6/170 x 10⁶ = 0.000113 m²

Kawasan skru diberikan oleh πd²/4, oleh itu diameternya adalah:

D²= 4 x a/π = 0.000144 m²

Rajah 4. Usaha memotong skru. Sumber: Diri Diri.

D = 0.012 m = 12 mm.

-Latihan 2

Pin kayu atau taco digunakan untuk mengelakkan giliran takal tertakluk kepada ketegangan T₁ dan T₂, Mengenai paksi 3 inci. Dimensi pin ditunjukkan dalam angka. Cari magnitud tegasan ricih pada taco, jika daya yang ditunjukkan bertindak pada takal:

Rajah 5. Rajah Badan Percuma Contoh 2. Sumber: Diri Diri.

Penyelesaian

T₁ menghasilkan tork dalam pengertian antihorarium pada pulley, yang diberikan tanda positif, sementara T₂ Menghasilkan tork dalam jadual dengan tanda negatif. Lengan tuil 15 inci untuk setiap ketegangan. Oleh itu:

Tork bersih = 4000 pound-worce . 15 inci - 1000 pound -force. 15 inci = 45000 pound-worce . inci

Taco kayu tidak boleh berpaling, maka detik -detik berkenaan dengan pusat taco mesti dibatalkan. F mewakili daya purata di permukaan:

Empat lima.000 - f.D = 0

Dengan D = 1.5 inci, Oleh itu:

F x 1.5 = 45.000

F = 30.000 pound-force

Kekuatan ini menyebabkan usaha besar magnitud:

τ = f/a = 30.000 pound-fuerza / (3/8 x 3) inci² = 2.67 x 10⁴ Libras-Fuerza/Inchga²

Rujukan

1. Bir, f. 2010. Bahan mekanik. 5th. Edisi. McGraw Hill. 7 - 9.
2. Fitzgerald, 1996. Bahan mekanik. Alpha Omega. 21-23.
3. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6^th  Ed. Prentice Hall. 238-242.
4. Hibbeler, R.C. 2006. Bahan mekanik. 6th. Edisi. Pendidikan Pearson. 22 -25
5. Valera Negrete, J. 2005. Nota Fizik Umum. Unam. 87-98.
6. Wikipedia. Tekanan ricih. Pulih dari: dalam.Wikipedia.org.