Introducción al estrés compresivo
Una mañana decides que vas a construir una pared con latas de refresco para protegerte de tu molesto compañero de cuarto. Cada lata mide 6 pulgadas de alto y calcula que la única forma de bloquear al molesto compañero de cuarto es construir una pared de 6 pies de alto. Te pones a trabajar y, usando muchas latas, puedes construir una pared de 12 latas de alto, ¡pero tu molesto compañero de cuarto sigue siendo molesto!
Mides tu pared y descubres que a pesar de tu cuidadosa construcción, ¡en realidad mide menos de 6 pies de alto! ¿Cómo es esto posible? Bueno, es posible gracias a la naturaleza de la tensión de compresión , la fuerza que hace que los materiales se aplanen bajo presión. Para asegurarse de que su pared sea lo suficientemente alta, deberá calcular el impacto de la tensión de compresión en las latas.
Definición de estrés compresivo
La tensión de compresión es la presión sobre un material dado cuando se le aplica fuerza o peso. Es una fórmula clave en el diseño de cualquier estructura, ya que los materiales se acortarán con diferentes cantidades de peso. Piense en una bola de arcilla que presione con la palma. Los lados de la arcilla se empujan hacia afuera cuando cede a la presión y, como resultado, la pelota se vuelve más plana y ancha. Al construir un edificio, como un rascacielos, calcular la tensión de compresión se vuelve esencial para garantizar que el edificio se construya de manera correcta y segura.
La fuerza de compresión no es solo una consideración en cómo se usa el material, también cumple una función importante en la fabricación de estructuras que utilizan esta tensión para el diseño y el propósito. El arco es una característica que aprovecha la tensión de compresión en el material entre las columnas para sostenerlo y mantenerlo estable (así como cualquier cosa que soporte). Así, la tensión compresiva posibilita diseños como el arco, que permiten la estabilidad de puentes y catedrales.
Fórmula de estrés compresivo
Estrés = Fuerza / Área
¿Cómo afecta el Estrés a la Memoria y la Atención?
La fórmula para calcular el esfuerzo de compresión es simple. Se calcula dividiendo la fuerza aplicada por el área a la que se aplica. Esta fórmula se utiliza luego para comprender cómo se comportará un material dado bajo la presión que se espera que esté bajo. Entonces, si toma una de sus latas para bajar la pared y calcula cuántas unidades de fuerza están sujetas al área de la parte superior en cada etapa de la pared y la divide por el área de la lata, sabrá la compresión estrés bajo cada lata.
Por ejemplo, digamos que se sabe que cada lata se comprime 1 pulgada más corta por cada libra de tensión bajo la cual se encuentra, y cada lata pesa 1/2 libra y tiene un radio de 1 pulgada. Ahora podemos averiguar la tensión de compresión:
estrés = 0.5 libras / (Pi) 1 ^ 2 (ya que las tapas de nuestras latas son círculos, no cuadrados)
estrés = 0.5 / 3.14
estrés = 0,16 libras de estrés por cada lata que apila en la pared
¿Cuál es la Diferencia entre Ansiedad y Estrés?
Por lo tanto, podemos calcular que la lata inferior de su pared de 12 latas de altura tiene menos de 1,76 libras de esfuerzo de compresión (ya que las 11 latas encima de todo agregan 0,16 libras cada una) y, por lo tanto, será de 1-3 / 4 pulgadas más corto debido a todo el peso encima. Si calcula la tensión de compresión en cada nivel de su pared, verá que la tensión de compresión ha hecho que su pared sea un total de 10,56 pulgadas más corta. ¡Es por eso que la presencia de su compañero de cuarto aún puede comunicarse con usted!
Esfuerzo compresivo máximo
Después de darse cuenta de que necesita una pared de 14 latas de alto para bloquear a su molesto compañero de cuarto, coloca alegremente la 14a fila de latas en la parte superior de cada columna y se sienta, sabiendo que sus travesuras ahora están completamente bloqueadas. Sin embargo, un crujido repugnante sigue poco después cuando las latas en la parte inferior o la pared se derrumban y hacen que el resto de la pared se derrumbe, lo que permite que una avalancha reprimida de compañeros de habitación vuelva a invadir su espacio previamente sereno.
Desafortunadamente, la tensión de compresión en esos botes inferiores excedió la tensión de compresión máxima para su material de construcción. El máximo es el punto en el que cualquier material está soportando la mayor tensión posible sin romperse. En el caso de sus latas, el material solo podía soportar el peso de 11,9 latas, y la tensión de compresión de las más de 13 latas apiladas encima, desafortunadamente, provocó un colapso grave.
Resumen de la lección
Entonces, ¿qué hemos aprendido (además del hecho de que necesitamos otro material para bloquear a los molestos compañeros de habitación)? Hemos visto que la tensión de compresión es una consideración para comprender cómo se comporta un material cuando está bajo presión. Se calcula dividiendo la fuerza aplicada al material por el área al que se aplica. Un material que está bajo la tensión más severa sin romperse está en su máximo , después de lo cual el material falla y colapsa.
Explora más sobre este tema
Selecciona un tema y sigue aprendiendo...
