Kwalifikacja: MEC.09 - Organizacja i nadzorowanie procesów produkcji maszyn i urządzeń
Zawód: Technik mechanik
W wałku o przekroju poprzecznym równym 200 mm2, ściskanym osiową siłą wynoszącą 10 000 N, naprężenie ściskające ma wartość
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Odpowiedź 50 MPa jest prawidłowa, ponieważ naprężenie ściskające (σ) oblicza się ze wzoru σ = F / A, gdzie F to siła działająca na wałek, a A to jego przekrój poprzeczny. W tym przypadku mamy F = 10 000 N oraz A = 200 mm², co po przeliczeniu daje A = 200 x 10^-6 m². Obliczając naprężenie, otrzymujemy σ = 10 000 N / (200 x 10^-6 m²) = 50 MPa. Takie obliczenia są kluczowe w inżynierii materiałowej i projektowaniu konstrukcji, gdzie wymagana jest znajomość wytrzymałości materiałów. W praktyce, znajomość naprężeń pozwala na odpowiedni dobór materiałów do zastosowań, obliczenia bezpieczeństwa konstrukcji oraz ocenę ich trwałości. W branży budowlanej czy mechanicznej przestrzeganie norm dotyczących naprężeń materiałowych jest niezbędne, aby uniknąć awarii i zapewnić bezpieczeństwo użytkowników. Standardy, takie jak Eurokod czy normy ISO, dostarczają wytycznych dotyczących obliczeń wytrzymałościowych, co pozwala na bezpieczne projektowanie i eksploatację konstrukcji.
Podane odpowiedzi 2 MPa, 20 MPa i 500 MPa są wynikiem niepoprawnego zrozumienia podstawowych zasad obliczania naprężeń w materiałach poddanych obciążeniom. Na przykład, odpowiedź 2 MPa może wynikać z błędnego przeliczenia jednostek lub użycia niewłaściwego wzoru. Mniejsza wartość naprężenia mogłaby sugerować, że użytkownik nie uwzględnił odpowiednio siły lub przekroju, co jest kluczowe w obliczeniach inżynieryjnych. Z kolei 20 MPa mogłoby wynikać z zastosowania złej wartości siły lub przekroju, co również prowadzi do błędnych wniosków. W przypadku 500 MPa, błąd ten może być związany z niewłaściwym zrozumieniem skalowania jednostek lub z pominięciem kluczowego kroku w obliczeniach. Te błędy są powszechne, szczególnie wśród osób, które nie mają solidnych podstaw w teorii wytrzymałości materiałów. Zrozumienie, jak właściwie obliczać naprężenia, jest fundamentalne dla inżynierów, którzy muszą przewidywać wydolność materiałów w różnych warunkach obciążeniowych. Dobrą praktyką jest zawsze weryfikowanie obliczeń, korzystanie z norm i standardów, a także prowadzenie symulacji komputerowych w celu potwierdzenia wyników obliczeń. Niezrozumienie podstawowych zasad prowadzi do ryzykownych projektów oraz niebezpieczeństw w rzeczywistych zastosowaniach inżynieryjnych.