Concetti Chiave
- La tensione normale, sigma, e la tensione tangenziale, tau, sono grandezze fondamentali in meccanica, misurate in Pascal.
- Per calcolare la forza, si moltiplica la massa per l'accelerazione di gravità, ottenendo così la forza in Newton.
- L'area della sezione trasversale di una barra cilindrica si calcola utilizzando la formula dell'area del cerchio, considerando il diametro convertito in metri.
- La tensione meccanica, sigma, si determina dividendo la forza per l'area; nel caso esaminato, sigma è risultata inferiore alla tensione massima del materiale, quindi la barra non si rompe.
- Il grado di sicurezza è un indicatore che fornisce un margine di sicurezza rispetto alle caratteristiche del materiale utilizzato.
(sigma;tau)
La sigma viene anche detta normale, la tau viene anche detta tangenziale.
L’unità di misura è il Pascal, 1 Pascal equivale a 1 Newton su metro quadrato.
La sigma è una grandezza vettoriale, quindi agisce solo per un verso.
Calcolo della forza e dell'area
Es: Si consideri una barra di diametro 10 millimetri che sostiene una massa di 1000 chilogrammi. Il materiale della barra è Fe 420. La barra si rompe?
Per risolvere questo esercizio dobbiamo tenere conto dell’equazione di equilibrio o stabilità. Quindi bisogna domandarsi se sigma è minore o uguale di sigma max.
Ci si calcola la forza facendo massa per 9.81, cioè 1000*9.81 = 9810 Newton.
Troviamo l’area facendo pigreco per il diametro al quadrato diviso 4. Il diametro da 10 millimetri lo passiamo a 0.01 metri, Quindi verrà 3.14 per 0.01 alla seconda diviso 4 che dà il risultato di 7.85 per 10 alla -5 metri quadrati.
Determinazione di sigma e conclusioni
Ora possiamo trovare sigma facendo forza diviso l’area, quindi verrà 9810 per 7.85 per 10 alla -5 che dà il risultato di 1249 per 10 alla 5 Pascal, cioè 125 Mega Pascal.
In questo caso sigma che è 125 è minore di sigma max che è 420, quindi il pezzo non si rompe.
Inoltre esiste anche il grado di sicurezza che è un indice che indica quanto vado a sottostimare le caratteristiche del materiale per garantire un margine.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza tra sigma e tau?
- Come si calcola la forza in un esempio pratico?
- Qual è il significato del grado di sicurezza nel contesto dei materiali?
La sigma è conosciuta come normale e rappresenta una grandezza vettoriale che agisce in un solo verso, mentre la tau è definita come tangenziale.
La forza si calcola moltiplicando la massa per 9.81, come nel caso di una barra che sostiene 1000 chilogrammi, risultando in 9810 Newton.
Il grado di sicurezza è un indice che indica quanto si sottostimano le caratteristiche del materiale per garantire un margine di sicurezza, assicurando che il pezzo non si rompa.
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