ANG PUWERSA NG PAGGUGUP: PUWERSA SA IBABAW AT MASA - PISIKAL - 2025

Ang puwersa ng paggugupit ay isang puwersa ng tambalan na nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging kahanay sa ibabaw na kung saan ito ay pinilit at may posibilidad na hatiin ang katawan, inilipat ang mga seksyon na nagreresulta mula sa hiwa.

Ito ay eskematiko na kinakatawan sa figure 1, kung saan ipinapakita ang isang paggupit na puwersa sa dalawang magkakaibang puntos ng isang kahoy na lapis. Ang paggugupit na puwersa naman ay nangangailangan ng dalawang kahanay at kabaligtaran na puwersa, na depende sa kanilang kasidhian, ay may kakayahang mai-deform ang lapis o tiyak na pag-fracture nito.

Larawan 1. ang paggugupit na puwersa na inilapat gamit ang mga kamay ay nagiging sanhi ng pagsira ng lapis. Pinagmulan: Pixabay.

Kaya't kahit na pinag-uusapan natin ang paggugupit na puwersa sa isahan, sa katotohanan ay dalawang puwersa ang inilalapat, dahil ang lakas ng paggupit ay isang puwersa ng tambalan. Ang mga puwersa na ito ay binubuo ng dalawang puwersa (o higit pa, sa mga kumplikadong kaso) na inilapat sa iba't ibang mga punto sa isang bagay.

Ang dalawang puwersa ng parehong lakas at kabaligtaran ng direksyon, ngunit may kahanay na mga linya ng pagkilos, ay bumubuo ng isang pares ng mga puwersa. Ang mga pares ay hindi nagbibigay ng pagsasalin sa mga bagay, dahil ang kanilang resulta ay zero, ngunit nagbibigay sila ng isang net metalikang kuwintas.

Sa pamamagitan ng isang pares, ang mga bagay tulad ng manibela ng isang sasakyan ay pinaikot, o maaari silang maging deformed at sira, tulad ng sa kaso ng lapis at kahoy na board na ipinapakita sa Larawan 2.

Larawan 2. Ang puwersa ng paggugupit ay naghahati ng isang kahoy na bar sa dalawang mga seksyon. Tandaan na ang mga puwersa ay natitiyak sa seksyon ng krus ng log. Pinagmulan: F. Zapata.

Mga puwersa ng pang-ibabaw at puwersa ng masa

Ang mga kumpol na pwersa ay bahagi ng tinaguriang mga pwersa ng ibabaw, nang tiyak dahil inilalapat ito sa ibabaw ng mga katawan at hindi nauugnay sa anumang paraan sa kanilang masa. Upang linawin ang punto, ihambing natin ang dalawang puwersang ito na madalas na kumikilos sa mga bagay: lakas at lakas ng alitan.

Ang laki ng bigat ay P = mg at dahil nakasalalay ito sa masa ng katawan, hindi ito isang lakas na pang-ibabaw. Ito ay isang lakas na masa, at ang timbang ay ang pinaka katangian na halimbawa.

Ngayon, ang alitan ay nakasalalay sa likas na katangian ng mga ibabaw ng contact at hindi sa masa ng katawan kung saan kumikilos ito, samakatuwid ito ay isang mabuting halimbawa ng mga puwersa sa ibabaw na madalas na lumilitaw.

Mga simpleng pwersa at pwersa ng tambalan

Ang mga puwersa ng pang-ibabaw ay maaaring maging simple o tambalan. Nakita na natin ang isang halimbawa ng isang puwersa ng tambalan sa paggugupit, at para sa bahagi nito, ang alitan ay kinakatawan bilang isang simpleng puwersa, dahil ang isang solong arrow ay sapat na upang kumatawan ito sa nakahiwalay na diagram ng katawan ng bagay.

Ang mga simpleng puwersa ay responsable para sa pag-print ng mga pagbabago sa paggalaw ng isang katawan, halimbawa alam namin na ang kinetic friction force sa pagitan ng isang gumagalaw na bagay at ang ibabaw kung saan ito gumagalaw, ay nagreresulta sa isang pagbawas sa bilis.

Sa kabaligtaran, ang mga puwersa ng tambalan ay may posibilidad na mabawasan ang mga katawan at sa kaso ng paggupit o paggupit, ang resulta ay maaaring maging isang gupit. Ang iba pang mga puwersa sa ibabaw tulad ng pag-igting o compression ay nagpapahaba o pumipiga sa katawan kung saan sila kumilos.

Sa bawat oras na gupitin ang kamatis upang ihanda ang sarsa o gunting ay ginagamit upang mag-seksyon ng isang sheet ng papel, naaangkop ang mga prinsipyo na inilarawan. Ang mga tool sa paggupit ay karaniwang may dalawang matalim na blades ng metal upang mag-apply ng paggupit ng puwersa sa seksyon ng krus ng bagay na tinadtad.

Larawan 3. Ang paggupit ng puwersa na kumikilos: ang isa sa mga puwersa ay inilalapat ng talim ng kutsilyo, ang iba pa ay ang normal na isa na ipinatupad ng cutting board. Pinagmulan: Larawan ng pagkain na nilikha ng katemangostar - freepik.es

Maingat na stress

Ang mga epekto ng paggugupit na puwersa ay nakasalalay sa kadakilaan ng puwersa at sa lugar kung saan kumikilos ito, kaya sa engineering ang konsepto ng paggugupit na stress ay malawakang ginagamit, na isinasaalang-alang ang parehong puwersa at lugar.

Ang stress na ito ay may iba pang mga kahulugan tulad ng paggugupit ng stress o paggugupit na stress at sa mga konstruksyon sibil napakahalaga na isaalang-alang ito, dahil maraming mga pagkabigo sa mga istraktura na nagmula sa pagkilos ng paggugupit.

Ang pagiging kapaki-pakinabang nito ay agad na nauunawaan kapag isinasaalang-alang ang sumusunod na sitwasyon: ipagpalagay na mayroon kang dalawang bar ng parehong materyal ngunit iba't ibang kapal na sumailalim sa pagtaas ng mga puwersa hanggang sa masira sila.

Maliwanag na upang masira ang mas makapal na bar, dapat na mailapat ang mas malaking puwersa, gayunpaman ang pagsisikap ay pareho para sa anumang bar na may parehong komposisyon. Ang mga pagsubok tulad nito ay madalas sa engineering, na binibigyan ng kahalagahan ng pagpili ng tamang materyal para sa inaasahang istraktura upang gumana nang mahusay.

Stress at pilay

Sa matematiko, kung ipinapahiwatig natin ang paggugupit na stress bilang τ, ang kadakilaan ng inilapat na puwersa bilang F, at ang lugar kung saan ito kumikilos bilang A, mayroon tayong average na paggugupit na stress:

Ang pagiging ratio sa pagitan ng puwersa at lugar, ang yunit ng pagsisikap sa International System ay ang newton / m ² , na tinatawag na Pascal at pinaikling bilang Pa. Sa sistemang Ingles ang pound-force / paa ² at ang pound-force / pulgada ² .

Ngayon, sa maraming mga kaso ang bagay na sumailalim sa paggugupit ng stress ay nabigo at pagkatapos ay mababawi ang orihinal na hugis nito nang hindi tunay na masira, sa sandaling ang stress ay tumigil sa pagkilos. Ipagpalagay na ang pagpapapangit ay binubuo ng isang pagbabago sa haba.

Sa kasong ito ang pagkapagod at pilay ay proporsyonal, samakatuwid ang mga sumusunod ay maaaring isaalang-alang:

Ang simbolo ∝ ay nangangahulugang "proporsyonal sa" at para sa pagpapapangit ng yunit, ito ay tinukoy bilang ang quotient sa pagitan ng pagbabago ng haba, na tatawaging ΔL at ang orihinal na haba, na tinatawag na L _o . Sa ganitong paraan:

Manipis na manipis

Ang pagiging isang quotient sa pagitan ng dalawang haba, ang pilay ay walang mga yunit, ngunit kapag inilalagay ang simbolo ng pagkakapantay-pantay, dapat na bigyan sila ng pare-pareho ng proporsyonal. Pagtawag sa G sa sinabi na palagi:

Ang G ay tinawag na shear modulus o paggugupit na modulus. Mayroon itong mga yunit ng Pascal sa International System at ang halaga nito ay nakasalalay sa likas na katangian ng materyal. Ang ganitong mga halaga ay maaaring matukoy sa laboratoryo sa pamamagitan ng pagsubok sa pagkilos ng iba't ibang mga puwersa sa mga sample ng iba't ibang komposisyon.

Kung kinakailangan upang matukoy ang kadakilaan ng paggugupit na puwersa mula sa nakaraang equation, kapalit lamang ang kahulugan ng stress:

Ang mga puwersa ng paggupit ay napakadalas at ang mga epekto ay dapat isaalang-alang sa maraming aspeto ng agham at teknolohiya. Sa mga konstruksyon lumilitaw sila sa mga punto ng suporta ng mga beam, maaari silang lumitaw sa isang aksidente at masira ang isang buto at ang kanilang presensya ay may kakayahang baguhin ang operasyon ng makinarya.

Kumikilos sila sa isang malaking sukat sa crust ng lupa na nagdudulot ng mga bali ng bato at aksidente sa geological, salamat sa aktibidad ng tectonic. Samakatuwid sila ay may pananagutan din sa patuloy na paghubog ng planeta.

Mga Sanggunian

1. Beer, F. 2010. Mekanismo ng mga materyales. Ika-5. Edisyon. McGraw Hill. 7 - 9.
2. Fitzgerald, 1996. Mekanismo ng Mga Materyales. Alpha Omega. 21-23.
3. Giancoli, D. 2006. Pisika: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. 6 ^{t ika} Ed. Prentice Hall. 238-242.
4. Hibbeler, RC 2006. Mekanismo ng mga materyales. Ika-6. Edisyon. Edukasyon sa Pearson. 22 -25
5. Valera Negrete, J. 2005. Mga tala sa Pangkalahatang pisika. UNAM. 87-98.
6. Wikipedia. Magaspang na Stress. Nabawi mula sa: en.wikipedia.org.