Τι είναι το Στέλεχος

Ελαστικότητα

Η ελαστικότητα ορίζεται ως η ιδιότητα ενός αντικειμένου υπό την οποία αντιστέκεται σε οποιαδήποτε αλλαγή στις διαστάσεις του, όπως μέγεθος και σχήμα, όταν ασκείται σε αυτό οποιαδήποτε δύναμη παραμόρφωσης και ανακτά το σχήμα και το μέγεθός του μετά την αφαίρεση της εφαρμοζόμενης παραμορφωτικής δύναμης.

Άγχος 

Όταν η δύναμη παραμόρφωσης εφαρμόζεται σε ένα σώμα εντός του εύρους του ελαστικού του ορίου, υπάρχουν αλλαγές είτε στο μήκος είτε στον όγκο του σώματος. Λόγω της ιδιότητας της ελαστικότητας, δημιουργείται στο σώμα μια εσωτερική δύναμη αντίδρασης, η οποία αντέχει σε κάθε αλλαγή και τείνει να επαναφέρει το σώμα στην αρχική του κατάσταση. Αυτή η εσωτερική δύναμη αντίδρασης είναι γνωστή ως δύναμη επαναφοράς. Σε κατάσταση ισορροπίας, η δύναμη επαναφοράς είναι ακριβώς ίση και αντίθετη με τη δύναμη παραμόρφωσης που ασκείται. Αυτή η δύναμη επαναφοράς που δρα στη μονάδα επιφάνειας της διατομής ενός σώματος ορίζεται ως Τάση.

Αν το εμβαδόν της διατομής ενός σώματος συμβολίζεται με Α και η εξωτερική δύναμη παραμόρφωσης που εφαρμόζεται στο σώμα συμβολίζεται με F, τότε η δύναμη επαναφοράς θα είναι επίσης ίση με F, και ως εκ τούτου,

Stress =δύναμη αποκατάστασης/ Περιοχή =F/A

Η μονάδα τάσης είναι  Newton ανά μέτρο τετραγωνικό N/m2 και ο τύπος διαστάσεων της δίνεται ως [ML-1T-2]

Τύποι άγχους:

1. Διαμήκης ή εφελκυστική τάση:  Όταν η δύναμη παραμόρφωσης εφαρμόζεται σε όλο το μήκος του σώματος, η τάση που παράγεται στο σώμα ονομάζεται διαμήκης ή εφελκυστική τάση.

2. Κανονική καταπόνηση:  Όταν η δύναμη παραμόρφωσης εφαρμόζεται κανονικά στην επιφάνεια του σώματος, η παραγόμενη τάση ονομάζεται κανονική καταπόνηση. Η καταπόνηση είναι επεκτατική εάν υπάρχει διαστολή στον όγκο του σώματος και η πίεση είναι συμπιεστική εάν ο όγκος του σώματος μειωθεί.

3. Εφαπτομενική ή διατμητική τάση:Όταν η δύναμη παραμόρφωσης εφαρμόζεται κατά μήκος της διατομής του σώματος, όπου η αντίθετη όψη του σώματος διατηρείται σταθερή, η τάση που παράγεται εδώ είναι γνωστή ως διατμητική τάση.

Στραγγίστε 

Όταν ένα σώμα παραμορφώνεται από την άσκηση παραμορφωτικής δύναμης, το σώμα λέγεται καταπονημένο, δηλαδή ένα σώμα ονομάζεται τεντωμένο όταν το μήκος/όγκος/σχήμα του σώματος μεταβάλλεται λόγω εξωτερικής δύναμης που ασκεί πάνω του. Αυτή η αλλαγή στις μετρήσεις είναι ευθέως ανάλογη με την αρχική διάσταση. Ως εκ τούτου, η σχετική αλλαγή που παράγεται στο σώμα από την εξωτερική δύναμη ορίζεται ως Στέλεχος.

 Η καταπόνηση είναι ο λόγος της αλλαγής της διάστασης προς την αρχική διάσταση.

Δεδομένου ότι η παραμόρφωση είναι μια αναλογία μεταξύ δύο ποσοτήτων ίδιας κατεύθυνσης, δεν έχει μονάδα και καμία διάσταση.

Στράιν =αλλαγή διάστασης / αρχική διάσταση

 Το στέλεχος ταξινομείται σε τρεις διαφορετικούς τύπους, οι οποίοι είναι οι εξής:

1. Διαμήκης καταπόνηση: Αν η εφαρμογή παραμορφωτικής δύναμης που ασκείται σε ένα σώμα σε όλο το μήκος του προκαλεί επέκταση στο μήκος του σώματος, τότε ο λόγος της αλλαγής του μήκους του σώματος προς το πραγματικό μήκος ονομάζεται διαμήκης τάση.

Η διαμήκης τάση συνήθως υποδηλώνεται με το ελληνικό γράμμα "𝜺" (έψιλον).

Έστω το αρχικό μήκος του σώματος L και η αλλαγή σε μήκος με την εφαρμογή της δύναμης παραμόρφωσης είναι l, τότε η διαμήκης τάση μπορεί να γραφτεί ως

Διαμήκης καταπόνηση =αλλαγή μήκους / αρχικό μήκος =l/L

2. Ογκομετρική καταπόνηση:Εάν η δύναμη παραμόρφωσης εφαρμόζεται σε ένα σώμα έτσι ώστε να υπάρχει αλλαγή στον όγκο του σώματος, ο λόγος της μεταβολής του όγκου προς τον αρχικό όγκο του σώματος είναι γνωστός ως καταπόνηση όγκου.

Δηλώνουμε ογκομετρική καταπόνηση με θήτα "θ".

 Αν V είναι ο αρχικός όγκος και v είναι η αλλαγή στον όγκο που παράγεται από την εφαρμοζόμενη εξωτερική δύναμη, τότε

Ογκομετρική καταπόνηση =αλλαγή στον όγκο / αρχικός όγκος =v/V

3. Διατμητική παραμόρφωση:Εάν η δύναμη παραμόρφωσης ασκείται σε ένα σώμα κατά μήκος της επιφάνειάς του με τρόπο που ο όγκος του σώματος παραμένει σταθερός αλλά παρατηρείται αλλοίωση στο σχήμα του σώματος. Αυτός ο τύπος παραμόρφωσης είναι γνωστός ως διάτμηση.

Το στέλεχος είναι μια αδιάστατη ποσότητα.

 Νόμος του Χουκ

Ο νόμος του Χουκ δόθηκε από τον Βρετανό φυσικό Ρόμπερτ Χουκ με βάση τις πειραματικές του παρατηρήσεις σε ελαστικά σώματα. Ο νόμος του Χουκ ορίζει ότι –

"Εντός του ορίου ελαστικότητας ενός σώματος, η καταπόνηση που δημιουργείται σε ένα σώμα είναι ευθέως ανάλογη με την πίεση που ασκείται σε αυτό το σώμα"

δηλ. στρες ∝ καταπόνηση

Ή πίεση/καταπόνηση =E

Όπου το Ε ορίζεται ως ο συντελεστής ελαστικότητας ή ο συντελεστής ελαστικότητας. Εξαρτάται από τη φύση της ουσίας.

Έτσι, το μέτρο ελαστικότητας ορίζεται ως ο λόγος της τάσης προς την αντίστοιχη παραγόμενη τάση, εντός του ορίου ελαστικότητας. Η μονάδα συντελεστή ελαστικότητας είναι N/m2. Ο τύπος διαστάσεων για το Ε είναι [ML-1T-2] που είναι ίδιος με την τάση.

Συμπέρασμα

Το στρες ορίζεται ως η δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας σε ένα σώμα. Το άγχος είναι 3 είδη. Κατά την εφαρμογή της παραμορφωτικής δύναμης, εάν υπάρχει αλλαγή σε οποιεσδήποτε μετρήσεις του σώματος, όπως μήκος, όγκος ή σχήμα, τότε ο λόγος της αλλαγής της διάστασης προς την αρχική διάσταση του σώματος είναι γνωστός ως καταπόνηση. Το στέλεχος είναι 3 διαφορετικών tpe. Το στέλεχος είναι μια αδιάστατη ποσότητα. Η καταπόνηση  μας λέει πόσο παραμορφώνεται ένα αντικείμενο όταν ασκείται εξωτερική δύναμη παραμόρφωσης σε ένα αντικείμενο.