Forze di superficie e di massa Forza di taglio

IL Ascoltare la forza È una forza composta che è caratterizzata dall'essere parallela alla superficie che viene esercitata e tende a dividere il corpo, spostandosi tra loro le sezioni che risultano dal taglio.

Schematicamente è rappresentato nella Figura 1, che mostra una forza di taglio applicata su due diversi punti di una matita di legno. La forza di taglio a sua volta richiede due forze parallele e opposte, che a seconda della loro intensità, sono in grado di deformare la matita o sicuramente fratturarla.

Figura 1. La forza di taglio applicata con le mani provoca la rottura della matita. Fonte: Pixabay.

Quindi, anche se parli della singolare forza di ascolto, si applicano effettivamente due forze, poiché la forza di taglio è un forza composta. Queste forze sono costituite da due forze (o più, in casi complessi) applicate in diversi punti di un oggetto.

Due forze della stessa grandezza e direzione opposta, ma con linee di azione parallele, a coppia di forze. Le coppie non forniscono traduzione agli oggetti, poiché il loro risultato è nullo, ma forniscono una coppia netta.

Con una coppia, oggetti come il volante di un veicolo vengono ruotati, oppure possono deformarsi e rompere, come nel caso della matita e della tabella di legno mostrata nella Figura 2.

figura 2. La forza di taglio divide una barra di legno in due sezioni. Si noti che le forze sono tangenziali alla sezione trasversale del Madero. Fonte: f. Zapata.

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Forze di superficie e forze di massa

Le forze composte fanno parte delle chiamate forze di superficie, Proprio perché si applicano sulla superficie dei corpi e non sono correlati in alcun modo alla loro massa. Per chiarire il punto, confrontiamo queste due forze che agiscono spesso sugli oggetti: peso e forza di attrito.

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L'entità del peso è p = mg e in quanto dipende dal corpo del corpo, non è una forza superficiale. È un Forza di massa, E il peso è l'esempio più caratteristico.

Tuttavia, l'attrito dipende dalla natura delle superfici di contatto e non dalla massa del corpo da cui agisce, quindi è un buon esempio delle forze superficiali di frequente aspetto.

Forze semplici e forze composite

Le forze superficiali possono essere semplice O composti. Abbiamo già visto un esempio di forza composta nella forza di taglio e, d'altra parte, l'attrito è rappresentato come una forza semplice, poiché una singola freccia è sufficiente per rappresentarla nel diagramma del corpo isolato dall'oggetto.

Le forze semplici sono responsabili delle modifiche alla stampa al movimento di un corpo, ad esempio sappiamo che la forza di attrito cinetico tra un oggetto in movimento e la superficie su cui si muove, si traduce in una riduzione della velocità.

Al contrario, le forze composite tendono a deformare i corpi e nel caso di taglio o cesoie, il risultato finale può essere un taglio. Altre forze di superficie come la tensione o la compressione, allungano o comprimono il corpo su cui agiscono.

Ogni volta che il pomodoro viene tagliato per preparare la salsa o vengono utilizzate una scisola alla sezione A foglio di carta, vengono applicati i principi descritti. Gli utensili da taglio di solito hanno due fogli metallici affilati per applicare la forza di taglio sulla sezione trasversale dell'oggetto da tagliare.

Può servirti: qual è il momento magnetico? Figura 3. La forza di taglio in azione: una delle forze viene applicata dalla foglia di coltello, l'altra è la normale esercitata dal tavolo da taglio. Fonte: Foto Food Creato da Katemangostar - Freepik.È

Ascoltare lo stress

Gli effetti della forza di taglio dipendono dalla grandezza della forza e dall'area da cui agisce, quindi nell'ingegneria il concetto di Ascoltare lo stress, che tiene conto sia della forza che dell'area.

Questo sforzo ha altri significati come resistenza al taglio o Tagliare lo sforzo e nelle costruzioni civili è estremamente importante.

La sua utilità viene immediatamente compresa se si considera la seguente situazione: supponiamo che ci siano due barre dello stesso materiale ma spessore diverso che sono sottoposti a forze crescenti fino a quando non le rompono.

È evidente che rompere la barra più spessa devi applicare una forza maggiore, tuttavia lo sforzo è lo stesso per qualsiasi barra che ha la stessa composizione. Saggi come questo sono frequenti in ingegneria, data l'importanza della selezione del materiale appropriato per la struttura prevista per funzionare in modo ottimale.

Sforzo e deformazione

Matematicamente, se indichi lo sforzo di taglio come τ, Con l'entità della forza applicata come F e l'area su cui agisce come A, hai lo sforzo medio di taglio:

τ_media= F /a

Essendo il quoziente tra forza e area, l'unità dello sforzo nel sistema internazionale è il Newton/M², chiamato Pascal e abbreviato come PA. Nel sistema inglese viene utilizzato la sterlina/piede ² e la sterlina-forza /pollice².

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Tuttavia, in molti casi l'oggetto sotto lo sforzo di taglio è deformazione e quindi recupera la sua forma originale senza rompersi, una volta che lo sforzo ha smesso di recitare. Supponiamo che la deformazione consista in un cambio di lunghezza.

In questo caso lo sforzo e la deformazione sono proporzionali, pertanto è possibile sollevare quanto segue:

Resistenza al taglio ∝ Deformazione unitaria

Il simbolo ∝ Significa "proporzionale a" e per quanto riguarda la deformazione unitaria, è definito come il rapporto tra il cambiamento di lunghezza, che sarà chiamato ΔL e la lunghezza originale, chiamata l_O. Da questa parte:

τ ∝ (ΔLL_O)

Il modulo di taglio

Essendo un rapporto tra due lunghezze, la deformazione unitaria non ha unità, ma quando si posiziona il simbolo uguale, la costante di proporzionalità deve fornirli. Chiamare G a detto costante:

τ = G (ΔLL_O)

G è chiamato Ascolta il modulo o Modulo tagliato. Ha unità di passione nel sistema internazionale e il suo valore dipende dalla natura del materiale. È possibile determinare tali valori in laboratorio, provando l'azione di diverse forze su vari campioni di composizione.

Quando è necessario determinare l'entità della forza di taglio dall'equazione precedente, è sufficiente sostituire la definizione di sforzo:

τ = F /a = g (ΔLL_O)

E chiaro:

F = a × g (ΔLL_O)

Le forze di taglio sono molto frequenti e i loro effetti devono essere presi in considerazione in numerosi aspetti della scienza e della tecnologia. Nelle costruzioni appaiono nei punti di supporto delle travi, possono sorgere durante un incidente e rompere un osso e la sua presenza è in grado di modificare il funzionamento di un macchinario.

Agiscono su larga scala sulla crosta terrestre causando fratture nelle rocce e agli incidenti geologici, grazie all'attività tettonica. Pertanto sono anche responsabili della modellazione continua del pianeta.

Riferimenti

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5. Valera Negrete, J. 2005. Note di fisica generale. UNAM. 87-98.
6. Wikipedia. Stress da taglio. Recuperato da: in.Wikipedia.org.