Kwalifikacja: MEC.09 - Organizacja i nadzorowanie procesów produkcji maszyn i urządzeń
Zawód: Technik mechanik
Jakie jest naprężenie w pręcie o przekroju 10 mm2, gdy jest on rozciągany siłą 5 kN?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 500 MPa jest prawidłowa, ponieważ naprężenie w pręcie oblicza się według wzoru: naprężenie = siła / pole przekroju. W tym przypadku siła wynosi 5 kN, co odpowiada 5000 N, a pole przekroju wynosi 10 mm², co możemy przeliczyć na m², co daje 10 x 10^-6 m². Zatem, naprężenie obliczamy jako 5000 N / (10 x 10^-6 m²) = 500 MPa. Taka wartość naprężenia jest istotna w inżynierii materiałowej, ponieważ pozwala na ocenę wytrzymałości materiału i jego zdolności do przenoszenia obciążeń. Przykładowo, w konstrukcjach budowlanych lub mechanicznych, znajomość naprężenia pozwala na dobór odpowiednich materiałów, a także na projektowanie elementów, które nie przekroczą swoich granic wytrzymałościowych. Wartości naprężeń w MPa są często używane w standardach jak ISO czy EN, które regulują bezpieczeństwo i jakość materiałów w różnych zastosowaniach.
Wynikiem niepoprawnym są odpowiedzi, które nie uwzględniają prawidłowego obliczenia naprężenia. Na przykład, jeśli ktoś wybrał wartość 50 MPa, mógł popełnić błąd w przeliczeniach. Wartość ta sugerowałaby, że obliczenia były oparte na błędnym obliczeniu pola przekroju lub na niewłaściwej wartości siły. Przy obliczaniu naprężenia ważne jest, aby pamiętać, że jednostki muszą być spójne; 5 kN przeliczone na N daje 5000 N, a pole przekroju przeliczone na m² musi być stosowane w jednostkach SI. Błędem myślowym może być również przyjęcie zbyt małej wartości pola przekroju, co prowadzi do zaniżenia wartości naprężenia. Wybór wartości 20 MPa może wynikać z zastosowania niepoprawnego wzoru lub z błędnego przeliczenia jednostek. W inżynierii materiałowej, szczególnie gdy mówimy o zastosowaniu stali czy innych stopów, precyzyjne obliczenie naprężenia jest niezbędne, aby zapobiec uszkodzeniom konstrukcji oraz zapewnić ich stabilność. Dlatego ważne jest, aby zrozumieć, że błędne dane mogą prowadzić do poważnych konsekwencji w projektowaniu i eksploatacji elementów konstrukcyjnych.