fisikaegitura-ingeniaritzamekanikamaterialen zientzia
Tentsioa vs Konpresioa
Konparaketa honek tentsioaren eta konpresioaren arteko funtsezko desberdintasunak aztertzen ditu, hau da, egitura-osotasuna baldintzatzen duten bi barne-tentsio nagusienak. Tentsioak objektu bat luzatzeko bultzatzen duten indarrek dakarten bitartean, konpresioak barrurantz bultzatzen dituzten indarrek laburtzen dute; ingeniariek zubietatik hasi eta etxe orratzetaraino dena eraikitzeko orekatu behar duten dualtasun bat.
Nabarmendunak
Tentsioak materialak banandu egiten ditu, eta konpresioak, berriz, elkartu egiten ditu.
Sokek eta kableek ez dute konpresio-erresistentziarik, baina trakzio-erresistentzia handia.
Tolestura konpresioarekin esklusiboki lotutako akats modu berezi bat da.
Egitura moderno gehienek bi indarren konbinazio estrategikoa behar dute egonkor mantentzeko.
Zer da Tentsioa?
Material bat bere ardatzean zehar luzatu edo luzatzeko balio duen tira-indarra.
Indarraren norabidea: Kanpora (tiratuz)
Materialaren efektua: Luzapena/luzatzea
Matxura modua: urratzea edo haustea
Adibide ohikoenak: Kableak, sokak, gitarra-hariak
Ikuspegi mikroskopikoa: Atomoak gehiago urruntzen dira
Zer da Konpresioa?
Material bat bere ardatzean estutzen edo laburtzen duen bultzada-indarra.
Indarraren norabidea: Barrura (bultzatuz)
Materialaren efektua: Laburtzea/estutzea
Matxura modua: Birrintzea edo tolestzea
Adibide ohikoenak: zutabeak, zimenduak, arkuak
Ikuspegi mikroskopikoa: Atomoak elkarrengandik hurbilago daude
Konparazio Taula
Ezaugarria
Tentsioa
Konpresioa
Materialean egindako ekintza
Luzatzea eta mehetzea
Estutzea eta loditzea
Luzera aldaketa
Positiboa (handitzea)
Negatiboa (gutxitzea)
Material idealak
Altzairua, karbono-zuntza, soka
Hormigoia, harria, adreilua
Lehen Mailako Akats Arriskua
Haustura edo lepo-haustura hauskorra
Tolestura (kargapean tolestea)
Barne-estres
Tentsio-tentsioa
Konpresio-tentsioa
Erabilera estrukturala
Esekidura-kableak, lokarriak
Zutabeak, presak, oinarriak
Xehetasunak alderatzea
Dinamika norabidedunak
Tentsioa eta konpresioa guztiz kontrajarriak dira mekanikaren munduan. Tentsioa gertatzen da kanpoko indarrek objektu baten erdigunetik urruntzen direnean, haren luzera handitzen saiatuz. Konpresioa gertatzen da indar horiek erdigunerantz zuzentzen direnean, objektuaren bolumena edo luzera murrizten saiatuz. Habe sinple bat tolestuta dagoenean, bi indarrak askotan aldi berean existitzen dira: goiko aldea konprimituta dago eta behekoa tentsiopean.
Materialaren egokitasuna
Material desberdinak aukeratzen dira tentsio horiei nola aurre egiten dieten arabera. Hormigoia oso sendoa da konpresiopean, baina erraz pitzatzen da tentsiopean, horregatik gehitzen zaio altzairuzko 'armadura' trakzio-erresistentzia emateko. Alderantziz, altzairuzko alanbre mehe batek pisu izugarria eutsi dezake tentsioan, baina berehala tolestu edo okertu egingo da konpresio-karga bat aplikatzen saiatzen bazara.
Huts-mekanismoak
Tentsioak material baten muga gainditzen duenean, normalean "lepoa" (mehetzea) jasaten du hautsi edo urratu aurretik. Konpresio-haustura askotan konplexuagoa da; objektu motz eta lodiak zapaldu besterik ez duten bitartean, objektu luze eta meheak "tolestu" egiten dira; fenomeno bat da, objektua bat-batean albo batera makurtzen dena, karga bertikala jasan ezin duelako.
Ingeniaritza Aplikazioak
Zubiek indar horien adibide paregabea eskaintzen dute. Zubi eseki batean, kable nagusiak tentsio handiko egoeran mantentzen dira plataforma eusteko. Harrizko arku-zubi tradizional batean, harrien pisua eta gaineko karga beherantz transferitzen dira konpresioaren bidez, harriak elkarri estutuz eta egitura egonkorrago bihurtuz.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Tentsioa
Abantailak
+Diseinu arinak ahalbidetzen ditu
+Itxura luzeetarako aproposa.
+Indar-pisu erlazio handia
+Egitura malguak ahalbidetzen ditu
Erabiltzailearen interfazea
−Bat-bateko hausturaren aurrean sentikorra
−Materialak askotan garestiagoak
−Ainguratze segurua behar du
−Nekearekiko zaurgarria.
Konpresioa
Abantailak
+Material ugariak erabiltzen ditu
+Arkuen egonkortasun naturala
+Harrian iraunkortasun handia.
+Eguraldiarekiko/suarekiko erresistentea
Erabiltzailearen interfazea
−Bat-bateko haustura arriskua
−Oinarri masiboak behar ditu
−Egitura orokorrak astunagoak
−Artikulazioetako ahultasuna.
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Altzairua tentsiorako bakarrik da ona.
Errealitatea
Altzairua bikaina da bai tentsioan bai konpresioan. Hala ere, altzairua askotan haga edo habe meheetan erabiltzen denez, litekeena da konpresiopean tolestea, eta horrek egoera horretan "ahulagoa" ematen du tentsioan duen errendimenduarekin alderatuta.
Mitologia
Horma bati bultza egiten badiozu, ez dago tentsiorik.
Errealitatea
Horma konprimitzen ari bazara ere, barne-tentsioa sor daiteke. Horma apur bat okertzen bada bultzadaren ondorioz, bultzatzen ari zaren aldea konpresioan dago, baina hormaren kontrako aldea tentsioan luzatzen ari da.
Mitologia
Likidoek ezin dute tentsioa jasan.
Errealitatea
Likidoek batez ere presioa (konpresioa) jasaten duten arren, gainazaleko tentsioaren bidez jasan dezakete tentsioa. Maila mikroskopikoan, gainazaleko molekulak barrurantz eta alboetara erakartzen dira, hausturari aurre egiten dion "azal" efektua sortuz.
Mitologia
Zubiak tentsio edo konpresio egiturak dira.
Errealitatea
Ia zubi guztiek biak erabiltzen dituzte. Egurrezko ohol-zubi soil batek ere goiko gainazala konpresiopean du eta beheko gainazala tentsiopean gainetik ibiltzean. Gakoa ingeniariek indar horiek nola banatzen dituzten da.
Sarritan Egindako Galderak
Zein da tentsioan tentsioaren eta deformazioaren arteko aldea?
Tentsioa material bati azalera unitateko aplikatzen zaion barne-indarra da, funtsean atomoek sentitzen duten "presioa". Deformazioa tentsio horren ondorioz gertatzen den deformazio fisikoa edo luzera-aldaketa da. Tentsioan, tentsioak atomoak bereizten ditu, eta deformazioa, berriz, ondoren gertatzen den luzapen neurgarria da.
Zergatik indartzen da hormigoia altzairuz?
Hormigoia izugarri sendoa da konpresiopean —pisu handia pilatu diezaiokezu gainean birrindu gabe. Hala ere, hauskorra eta ahula da tentsioan. Altzairuzko barrak (armadurak) hormigoian txertatuz, ingeniariek material konposatu bat sortzen dute, hormigoia erabiltzen duena "estutze" indarrak kudeatzeko eta altzairua "tiratze" indarrak kudeatzeko.
Zer da konpresioan uzkurtzea?
Tolestura egiturazko akats bat da, non konpresiopean dagoen elementu bat bat-batean alboetara okertzen den. Hori gertatzen da materiala ez delako nahikoa egonkorra kargapean zuzen mantentzeko. Horregatik, zutabe luze eta meheak askoz arriskutsuagoak dira zutabe motz eta lodiak baino, material berekoak izan arren.
Nola erabiltzen dute gitarra-harien tentsioa?
Gitarra-hariak tentsio handipean mantentzen dira maiztasun espezifiko bat mantentzeko. Haria pultsatzen duzunean, tentsioak indar berreskuratzaile gisa jokatzen du, haria bere atseden-posiziora atzera eramaten. Tentsioa handitzeak notaren tonua handitzen du, indar berreskuratzailea indartsuagoa eta azkarragoa bihurtzen baita.
Material bat tentsio eta konpresiopean egon al daiteke aldi berean?
Bai, oso ohikoa da hau 'tolesturan'. Habe bat erdian kargatzen denean, kurbatu egiten da. Kurbaren barnealdea estutzen ari da (konpresioa), eta kanpoko aldea, berriz, luzatzen (tentsioa). Erdian 'ardatz neutro' bat dago, non ez dagoen indarrik.
Zein indar da zailagoa ingeniarientzat kudeatzea?
Konpresioa askotan erronka handiagoa dela uste da arkitektura handietan, tolesdura dela eta. Tentsio-haustura materialaren erresistentziaren kontua den bitartean, konpresio-hausturak geometria eta egonkortasuna ditu barne. Kable bat ez da tolestuko luzera edozein dela ere, baina zutabe baten altuerak izugarri aldatzen du bere pisu-ahalmena.
Grabitatea konpresio- edo trakzio-indarra da?
Grabitatea bera indar erakargarria da, baina egituretan duen eragina normalean konpresiozkoa da. Lurrean dagoen eraikin baten kasuan, grabitateak masa Lurrerantz erakartzen du, zutabeak eta zimenduak estutuz. Hala ere, zintzilik dagoen argimutil baten kasuan, grabitateak tentsioa sortzen du hura eusten duen katean.
Zer gertatzen zaie atomoei konpresioan zehar?
Konpresioan zehar, material baten atomoak elkarrengandik hurbilago jartzen dira. Horri aurre egiten diote haien elektroi-hodeien arteko aldarapen elektromagnetikoari esker. Atomoek atzera egiten duten 'bultzada' horrek sortzen du objektuari karga eusteko aukera ematen dion barne-erresistentzia.
Epaia
Aukeratu tentsioan oinarritutako diseinuak (kableak eta hariak) distantzia luzeak pisu minimoarekin zeharkatu behar dituzunean edo euskarri malguak sortu behar dituzunean. Erabili konpresioan oinarritutako diseinuak (zutabeak eta arkuak) harria edo hormigoia bezalako material astun eta zurrunekin lan egiten duzunean karga bertikal handiak eusteko.