Bilim Katılara uygulanan gerilim ve elastik gerilim hızı

Katılara uygulanan gerilim ve elastik gerilim hızı

-

Başlığı karmaşık ve uzun bulabilirsiniz. Bunun yanı sıra benim bu konudaki bilgim çok da detaylı değil. Ama sizlere rijit (kuvvet altında deformasyona uğramayan) bir katının birşeye çarpması sonucu katının iç yapısında ortaya çıkan muazzam kuvvetlerden basitçe söz etmek istiyorum.

Düşünün ki elinizde bir adet rijit dikdörtgenler prizması şeklinde bir çubuk olsun ve siz bu çubuğa uzun kenarı boyunca düzenli-dağılımlı bir kuvvet uygulayın. Aşağıda Şekil 1 de bunun şematiğini görebilirsiniz. Çubuk içerisinde bu kuvvete bağlı bir sigma gerilimi oluşacak ve parça v hızı kazanmış olacaktır. Yalnız buradaki varsayımımız çubuk rijit olacak ve sadece kuvvetin uygulandığı yönde yani uzunlamasına hareket edecektir.

Katılara uygulanan gerilim ve elastik gerilim hızı

Şekil 1: Rijit bir çubuğa uzunlamasına düzenli-dağılımlı gerilim uygulanması

Şimdi Şekil 1’de de gösterildiği üzere çubuğu hareket ettiren şey içerisindeki sigma gerilimidir. Yani çubuğun içerisinde sigma geriliminin uygulandığı herhangi kesitte parçanın v hızı kazanmasını bekliyoruz. Tüm çubuk aynı v hızını kazanacağı için çubuğun bir ucuna verdiğimiz gerilimin çubuk üzerinde hareket etmesi gerekiyor. İşte bu gerilimin hızına uzunlamasına gerilim hızı (Longitudinal stress wave speed), kısaca CL diyoruz. Peki, gerçek hayata dönecek olursak, böyle bir çubuğa vurduğumuz zaman nasıl oluyor da göz açıp kapayıncaya kadar çubuğun tamamı aynı hızı kazanıyor ?  İşte, burada CL hızının v hızından çok çok büyük olması gerekiyor. Chızının ne kadar büyük olduğunu aşağıdaki formülden hesaplayabiliriz (derivasyonu şu aşamada karmaşık olduğu için bahsetmeyeceğim):

CL = Karekök (E/d)     (1)

E, elastisite modülü (Pa) dediğimiz çubuğun malzemesinin deformasyona ne kadar dayanabildiğini gösteren sayısal bir değer, d ise yoğunluk (kg/metreküp) dür. Ekstrem bir örnek yapacak olursak çeliği ele alalım. Çeliğin E si 208 GPa (208,000,000,000 Pa) yoğunluğu ise 7800 kg/metreküp olup Chızı 5164 m/s (18590 km/h) olmaktadır. Ses hızının 343 m/s (1235 km/h) olduğunu düşünürsek yaklaşık olarak çelikte gerilimin iletilme hızı ses hızından 15 kat daha fazladır. Mesela bu yüzden ki katı kütleleri arasındaki çarpışmalarda gerilimlerin birbiriyle interaksiyonları sadece mikro-saniye (Saniyenin milyonda biri) mili saniye mertebeleri arasında meydana gelmektedir ki bu kısacık süre sonunda çarpışma biter. Ancak, biz bu süreyi idrak edemediğimiz için çarpışmaları anlık kabul ederiz.

Tabii çubuklarda sadece uzunlamasına  gerilim hızları yoktur. Aynı zamanda sıkım (torsional) ve bükme (bending)’ye dayalı gerilim hızları da vardır. Fakat bunlara burada değinmeyeceğiz.

Şimdi ise hızı Delta(v) kadar değişmiş bir çubuğa uygulanan içsel gerilimin miktarını bulalım (Bunun da derivasyonu karmaşık olduğu için burada bahsetmiyorum):

Sigma = CL*d*Delta(v)         (2)

Mesela 1 m uzunluğunda dikdörtgenler prizması çeliği (yukarıda özellikleri verilen), ağırlık merkezi yerden 1 m yukarı olacak şekilde yere bırakırsak çarpmanın hemen öncesindeki hızı

=Karekök (2*9.81*1) = 4.4 m/s

Çarpma esnasındaki hız değişimi Delta(v)= -4.4 m/s

Çarpma anındaki çelikteki iç gerilim = 5164*7800*(-4.4) = 177,228,480 Pa yani yaklaşık 177 Mpa yani milimetrekare’ye yaklaşık 18 tondur.

Kaynaklar:

http://www.ce.memphis.edu/7137/Dynamic_Geotechnical/introduction_files/One%20Dimensional%
20Wave%20Equation.pdf

http://fsinet.fsid.cvut.cz/en/U2052/node129.html

Yorum Yaz

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz

Şimdi Oku

Koronavirüs Salgınının Dünyada ve Türkiye’de Otomobil Satışlarına Etkisi

OTOMOTİVE KORONAVİRÜS ETKİSİ Koronavirüs pandemisinin başladığı 2019 yılının Aralık ayından bu yana ülkemizde ve tüm dünyada eğitimden ticarete, turizmden sanayiye...

Osmanlıdan günümüze 7 harika şerbet

Osmanlı döneminde su ve ilaç yerine kullanılan, kristal kadehler, buzdan kaseler içerisinde özenle servis edilen, satış fiyatı ve ikram...

Sonsuzluk Sonsuzluktan Büyüktür

Cantor tarafından geliştirilen sonsuz setler teoremine göre matematiksel olarak birbirinden farklı büyüklükte sonsuzlar olacağı ve hiç bir zaman en...

Ailenizle İzlemeniz Muhtemel 15 Film

15 Film Önerisi deyince aklıma Aile Filmleri geldi. işte size birbirinden ilginç 15 Film   1. PauliePapağan Paulie'nin sahibi küçük Marie'den...

Birbirinden Sürükleyici En İyi 10 Netflix Dizisi

10 Netflix Dizisi En popüler film, dizi, belgesel ve animasyon izleme platformlarından Netflix, birbirinden kaliteli yapımlara ev sahipliği yapıyor. Gerek...

Jason Statham’ın mutlaka izlemeniz gereken 10 filmi

İngiliz bir oyuncu olan Jason Statham, tüm dünyada aksiyon dolu filmleriyle büyük beğeni toplamaktadır. 1967 yılında İngiltere'de dansçı bir...

Le Mouvement Gastronomique en Ramadan

Nous voulons vous descrirer le goût des nourritures populaires quand les Musulmans consommeraient en le temps 'Sahur' et 'Iftar'...

гастрономическое движение в Рамадане

Мы хотим описать вам вкус популярных продуктов, когда мусульмане потребляют в Сахуре и Ифтаре драгоценного месяца «Рамадан». Мусульмане предпочитают...

Bilimsel Araştırma Derleme Makaleleri

  Bilimsel araştırma/derleme makaleleri, bir bilimsel çalışma alanı ile ilgili yapılmış araştırma sonuçlarını içeren yazıdır. Bilimsel derleme makaleler ise bir...

Bella Ciao! La Casa De Papel’in Birbirinden Çılgın Karakterleri

Netflix'in 2017 yılında tüm yayın haklarını satın aldığı İspanyol yapımı La Casa De Papel dizisi, tüm dünyada devasa bir...

Sokağa Çıkma Yasağı Nedir? Hangi şartlarda uygulanır?

Korononavirüs pandemisinin büyük bir hızla yayıldığı şu günlerde, ülkeler salgını kontrol altına almak için büyük gayret gösteriyorlar. Aşı çalışmalarının...

Mutlaka İzlenmesi Gereken En İyi 10 Film

İnternetten ne seyredeceğim diye düşünme diye işte sana Mutlaka İzlenmesi Gereken En İyi 10 Film 1 - ESARETİN BEDELİ (1994) Stephen...

Ödüllü 9 Tarihi Film

Şahsen izlediğim, beğendiğim ve izlemenizi tavsiye ettiğim bazısı Ödüllü 9 Tarihi filmin isimlerini ve bu filmlerin kısa sinopsislerini aşağıda yazıyorum....

Tozlandım

Düz Dar Etek Kalıbı Çizimi

Temel Dikiş Teknikleri – Teyel Çeşitleri

0
Teyel: İki ya da daha fazla kumaş üzerine yapılan geçici birleştirme işlemine “teyel” denir. Genellikle parçaları esas dikime hazırlamak için ön dikiş olarak yapılan,...

Sülfürlü Bakır Mineralleri

0
Sülfürlü Bakır Mineralleri... Bakır, çoğunlukla elektronik devrelerde iletken olarak kullanılan, sünekliliğe meyilli ve korozyonla aşınmaya dayanımlı olan bir elementtir.  Doğada nadir olarak elementel halde bulunmakta,...
aracinız kisa hazir mi_nettenyazar

Aracınız kışa hazır mı?

2
Havalar her geçen gün soğuyor... Aracınız kışa hazır mı? Geç kalmadan aracınızın kışlık bakımlarını yaptırın.. Bakımları ihmal etmek soğuk kış günlerinde aracınızla ilgili ciddi...
Düz Dar Etek Kalıbı Çizimi

Düz Dar Etek Kalıbı Çizimi

15
 Düz Dar Etek Kalıbı ÇizimiGerekli Bilgiler ve MalzemelerParşömen kağıdı, A4 kağıdı, cetvel , riga cetveli , kağıt makası , mezura , kalemBel ölçüsü =...
georges-melies-nettenyazar

Georges Melies

0
  Georges Melies 1861-1938 yılları arasında yaşamış Fransız illizyonist ve film yapımcısıdır. Melies, sinema tarihinin doğum döneminde keşfetmiş olduğu çekim teknikleri ve öykü anlatımları ile...
devridaim

Endüstriyel Devrim

0
 18. yüzyılın sonlarında İngiltere'de başlayıp 19.yüzyıl boyunca tüm dünyada süre gelen endüstriyel devrim dalgalar halinde meydana gelen bir seri teknolojik gelişmelerden oluşmaktadır. Endüsriyel Devrimin Başlangıcı Su,...
rutin_insan_nettenyazar

Rutin İnsan Örneği

0
Rutin insan... Pazartesi sabahı... Sendrom ! Komikliğe başlamak için kötü bir zamanlama. Kağıt fabrikasında kalite kontrol mühendisi olarak çalışıyorum. Kağıt fabrikası sonuçta, boyuna günlük yazılacabilecek...
şiir

Posta Şiiri

0
Posta Şiiri   Ah bu yalnızlık yok mu, öpülünce geçilen cinsinden… Niye insanlar hep en zoru seçiyor, ya da seçmek zorunda kalıyor? Niye sürekli okşanmak rahatsız eder insanı...
yakalamak

İlk Defa Başlayacaklar için Uçak Yolculuğu

1
  Merhaba, bu yazımızda uçak yolculuğu yapacaklar için genel bilgiler vermeye çalışacağız.  Deneyimlerimizi aktarmya çalışacağız, gene de her türlü bilgiyi uçuş yapacağınız havayolundan almanız sizin için...

Kalp Nedir? Kalbin Görev ve İşlevleri Nelerdir?

2
Kalp, öneminden dolayı canlı varlıkların hayat merkezi olarak kabul edilir. Her insanın kalbi kendi yumruğu büyüklüğünde olup, yumurta ve çam kozalağı şeklindedir. Sol göğsün...
cift_yarik_deneyi

Çift Yarık Deneyi – Quantum Mekaniği

0
Çift Yarık Deneyi, Thomas Young'un (1773-1829) 1800'lü yıllarda gerçekleştirdiği önemli bir deney olup (double-slit experiment); ışığın hem madde hem de dalga özelliği olduğunu göstermiş;...
boncuktan salon takımı yapımı

Boncuktan Salon Takımı Yapımı

3
  Boncuktan Salon Takımı Yapımı   Gerekli malzemeler:Çizmeli Naylon ip , Pense , 1 kilo Cam kum boncuk , 1/2 kilo Cam boru boncuk , Makas ,...

Biraz Ciddi Ol Ya...Çocuk Gibisin
Sen oku diye yazıldı