कतरनी बल एक यौगिक शक्ति है कि सतह जिस पर यह लगाया गया है और शरीर को विभाजित करने, कट से उत्पन्न वर्गों विस्थापित जाता है करने के लिए समानांतर जा रहा है की विशेषता है है।
यह योजनाबद्ध रूप से आकृति 1 में दर्शाया गया है, जिसमें लकड़ी के पेंसिल के दो अलग-अलग बिंदुओं पर लागू एक कटिंग बल दिखाया गया है। बदले में कतरनी बल को दो समानांतर और विपरीत बलों की आवश्यकता होती है, जो उनकी तीव्रता के आधार पर, पेंसिल को विकृत करने या इसे निश्चित रूप से फ्रैक्चर करने में सक्षम हैं।
चित्र 1. हाथों से लगाया गया कतरनी बल पेंसिल के टूटने का कारण बनता है। स्रोत: पिक्साबे
इसलिए, भले ही हम एकवचन में कतरनी बल के बारे में बात करते हैं, वास्तव में दो बल लागू होते हैं, क्योंकि कतरनी बल एक यौगिक बल है। इन बलों में दो बल (या अधिक जटिल मामलों में) एक वस्तु पर विभिन्न बिंदुओं पर लागू होते हैं।
एक ही परिमाण के दो बल और विपरीत दिशा, लेकिन कार्रवाई की समानांतर रेखाओं के साथ, बलों की एक जोड़ी का गठन होता है। जोड़े वस्तुओं को अनुवाद प्रदान नहीं करते हैं, क्योंकि उनका परिणाम शून्य है, लेकिन वे एक शुद्ध टोक़ प्रदान करते हैं।
एक जोड़ी के साथ, एक वाहन के स्टीयरिंग व्हील जैसी वस्तुओं को घुमाया जाता है, या उन्हें विकृत और तोड़ा जा सकता है, जैसा कि पेंसिल और लकड़ी के बोर्ड में चित्रा 2 में दिखाया गया है।
चित्र 2. कतरनी बल एक लकड़ी की पट्टी को दो खंडों में विभाजित करता है। ध्यान दें कि बल लॉग के क्रॉस सेक्शन के लिए स्पर्शरेखा हैं। स्रोत: एफ। ज़पाटा
सतह बल और जन बल
यौगिक बल तथाकथित सतह बलों का हिस्सा हैं, ठीक है क्योंकि वे निकायों की सतह पर लागू होते हैं और किसी भी तरह से उनके द्रव्यमान से संबंधित नहीं होते हैं। बिंदु को स्पष्ट करने के लिए, आइए इन दो बलों की तुलना करें जो अक्सर वस्तुओं पर कार्य करते हैं: वजन और घर्षण बल।
वजन का परिमाण P = mg है और चूंकि यह शरीर के द्रव्यमान पर निर्भर करता है, इसलिए यह कोई सतह बल नहीं है। यह एक द्रव्यमान बल है, और वजन इसका सबसे विशिष्ट उदाहरण है।
अब, घर्षण संपर्क सतहों की प्रकृति पर निर्भर करता है न कि शरीर के द्रव्यमान पर, जिस पर वह कार्य करता है, इसलिए यह सतही बलों का एक अच्छा उदाहरण है जो अक्सर दिखाई देते हैं।
सरल बल और यौगिक बल
सतह बल सरल या यौगिक हो सकते हैं। हमने पहले से ही कतरनी बल में एक यौगिक बल का एक उदाहरण देखा है, और इसके भाग के लिए, घर्षण को एक साधारण बल के रूप में दर्शाया गया है, क्योंकि एक ही तीर वस्तु के पृथक शरीर आरेख में इसका प्रतिनिधित्व करने के लिए पर्याप्त है।
साधारण बल एक शरीर की गति में परिवर्तन को मुद्रित करने के लिए जिम्मेदार होते हैं, उदाहरण के लिए हम जानते हैं कि गतिमान वस्तु और जिस सतह पर वह गति करता है, उसके बीच गतिज घर्षण बल, जिसके परिणामस्वरूप गति में कमी आती है।
इसके विपरीत, यौगिक बल निकायों को विकृत करते हैं और कैंची या कैंची के मामले में अंतिम परिणाम में कटौती हो सकती है। अन्य सतह बल जैसे तनाव या संपीड़न लंबा होना या उस शरीर को संकुचित करना जिस पर वे कार्य करते हैं।
प्रत्येक बार सॉस तैयार करने के लिए टमाटर को काट दिया जाता है या कागज की एक शीट को सेक्शन करने के लिए एक कैंची का उपयोग किया जाता है, वर्णित सिद्धांत लागू होते हैं। काटने के उपकरण में आमतौर पर कटा हुआ होने के लिए वस्तु के क्रॉस सेक्शन पर कतरनी बल लगाने के लिए दो तेज धातु के ब्लेड होते हैं।
चित्रा 3. कार्रवाई में कतरनी बल: चाकू ब्लेड द्वारा बलों में से एक को लागू किया जाता है, दूसरा कटिंग बोर्ड द्वारा लगाया गया सामान्य है। स्रोत: katemangostar द्वारा बनाई गई खाद्य तस्वीर - freepik.es
अपरूपण तनाव
कतरनी बल के प्रभाव बल और उस क्षेत्र के परिमाण पर निर्भर करते हैं जिस पर वह कार्य करता है, इसलिए इंजीनियरिंग में कतरनी तनाव की अवधारणा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो बल और क्षेत्र दोनों को ध्यान में रखता है।
इस तनाव के अन्य अर्थ हैं जैसे कि कतरनी तनाव या कतरनी तनाव और नागरिक निर्माणों में इस पर विचार करना बेहद जरूरी है, क्योंकि संरचनाओं में कई विफलताएं कतरनी बलों की कार्रवाई से आती हैं।
निम्नलिखित स्थिति पर विचार करते समय इसकी उपयोगिता तुरंत समझ में आती है: मान लीजिए कि आपके पास एक ही सामग्री के दो बार हैं लेकिन अलग-अलग मोटाई जो बढ़ती हुई ताकतों के अधीन हैं जब तक वे टूट नहीं जाते।
यह स्पष्ट है कि अधिक मोटी पट्टी को तोड़ने के लिए, अधिक बल लगाया जाना चाहिए, हालांकि प्रयास किसी भी बार के लिए समान है जिसमें समान संरचना है। इस तरह के परीक्षण इंजीनियरिंग में अक्सर होते हैं, जो अनुमानित रूप से कार्य करने के लिए सही सामग्री का चयन करने के महत्व को देते हैं।
तनाव और खिंचाव
गणितीय रूप से, यदि कतरनी तनाव को the के रूप में निरूपित किया जाता है , तो F के रूप में लागू बल का परिमाण और जिस क्षेत्र पर यह A के रूप में कार्य करता है, हमारे पास औसत कतरनी तनाव है:
बल और क्षेत्र के बीच का अनुपात होने के नाते, अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में प्रयास की इकाई न्यूटन / मी 2 है, जिसे पास्कल कहा जाता है और इसे पा के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। अंग्रेजी प्रणाली में पाउंड-बल / फुट 2 और पाउंड-बल / इंच २ ।
हालांकि, कई मामलों में कतरनी तनाव के अधीन वस्तु विकृत हो जाती है और फिर वास्तव में टूटे बिना अपना मूल आकार ठीक हो जाता है, एक बार तनाव कार्य करना बंद हो गया है। मान लीजिए कि विरूपण में लंबाई में बदलाव है।
इस मामले में तनाव और तनाव आनुपातिक हैं, इसलिए निम्नलिखित पर विचार किया जा सकता है:
प्रतीक the का अर्थ है "आनुपातिक" और इकाई विकृति के लिए, इसे लंबाई में परिवर्तन के बीच भागफल के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसे ΔL और मूल लंबाई, L o कहा जाएगा । इस तरह:
कतरनी मापांक
दो लंबाई के बीच एक भागफल होने के कारण, तनाव की कोई इकाई नहीं है, लेकिन समानता का प्रतीक रखते समय, आनुपातिकता के निरंतरता को उन्हें प्रदान करना होगा। निरंतर कहा जाने वाला G:
जी को शीयर मॉडुलस या शीयर मॉडुलस कहा जाता है। इसकी अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में पास्कल इकाइयाँ हैं और इसका मूल्य सामग्री की प्रकृति पर निर्भर करता है। इस तरह के मूल्यों को प्रयोगशाला में विभिन्न रचनाओं के नमूनों पर विभिन्न बलों की कार्रवाई का परीक्षण करके निर्धारित किया जा सकता है।
जब पिछले समीकरण से कतरनी बल के परिमाण को निर्धारित करना आवश्यक होता है, तो बस तनाव की परिभाषा को प्रतिस्थापित करें:
कतरनी ताकतें बहुत अक्सर होती हैं और उनके प्रभावों को विज्ञान और प्रौद्योगिकी के कई पहलुओं को ध्यान में रखना चाहिए। निर्माण में वे बीम के समर्थन बिंदुओं पर दिखाई देते हैं, वे एक दुर्घटना के दौरान उत्पन्न हो सकते हैं और एक हड्डी तोड़ सकते हैं और उनकी उपस्थिति मशीनरी के संचालन को बदलने में सक्षम है।
वे पृथ्वी की पपड़ी पर बड़े पैमाने पर कार्य करते हैं जिससे रॉक फ्रैक्चर और भूवैज्ञानिक दुर्घटनाएं होती हैं, जो कि टेक्टोनिक गतिविधि के लिए धन्यवाद। इसलिए वे ग्रह को लगातार आकार देने के लिए भी जिम्मेदार हैं।
संदर्भ
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