Kwalifikacja: MEC.09 - Organizacja i nadzorowanie procesów produkcji maszyn i urządzeń
Zawód: Technik mechanik
Jaką maksymalną siłę ściskającą można nałożyć na betonową próbkę o powierzchni 10 cm2, jeżeli dopuszczalne naprężenia betonu na ściskanie wynoszą 25 MPa?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Poprawna odpowiedź to 25 kN, ponieważ maksymalna siła ściskająca, którą można nałożyć na betonową próbkę, oblicza się mnożąc dopuszczalne naprężenie przez powierzchnię przekroju próbki. W tym przypadku, mając naprężenie dopuszczalne betonu wynoszące 25 MPa oraz przekrój próbki równy 10 cm², obliczenia przedstawiają się następująco: 25 MPa to 25 N/mm², co oznacza, że 25 N/mm² * 10 cm² = 25 N/mm² * 100 mm² = 2500 N, czyli 2,5 kN. W związku z tym, maksymalne obciążenie, które może wytrzymać ta próbka, wynosi 25 kN. Praktyczne zastosowanie tej wiedzy jest kluczowe w inżynierii budowlanej, gdzie ocena wytrzymałości materiałów jest niezbędna do obliczeń dotyczących konstrukcji. Normy takie jak Eurokod 2 wskazują na potrzebę testowania materiałów budowlanych i ich wytrzymałości na ściskanie, co pozwala na zapewnienie bezpieczeństwa obiektów budowlanych oraz optymalizację ich projektowania.
Mnożenie naprężenia przez przekrój próbki to kluczowy krok w obliczeniach wytrzymałości materiałów, jednak niepoprawne odpowiedzi wynikają z niewłaściwego zrozumienia jednostek oraz wartości obliczeń. Wartości takie jak 2,5 N i 25 N są zbyt małe, ponieważ nie uwzględniają skali obciążenia, które beton jest w stanie wytrzymać. W przypadku naprężenia 25 MPa, co odpowiada 25 N/mm², oraz przekroju 10 cm², co jest równoważne 100 mm², nie można uzyskać tak niskich wartości siły. Dla właściwego obliczenia, należy pomnożyć 25 N/mm² przez 100 mm², co daje 2500 N lub 2,5 kN. Przy tym, niepoprawne odpowiedzi wskazują na typowy błąd myślowy, w którym użytkownik mógł pomylić jednostki miary lub źle zinterpretować dane. Zrozumienie jednostek miary i konwersji między nimi jest kluczowe w inżynierii materiałowej. W projektowaniu konstrukcji, błędne obliczenia mogą prowadzić do niedoszacowania nośności materiałów, co z kolei stwarza poważne ryzyko dla stabilności i bezpieczeństwa budynków. Dlatego ważne jest, aby dokładnie analizować dane i stosować odpowiednie metody obliczeniowe zgodne z aktualnymi normami budowlanymi.