Krutost

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži
Question book-new.svg Ovaj članak ili neka od njegovih sekcija nije dovoljno potkrijepljena izvorima (literatura, web stranice ili drugi izvori).
Sporne rečenice i navodi bi mogli, ukoliko se pravilno ne označe validnim izvorima, biti obrisani i uklonjeni. Pomozite Wikipediji tako što ćete navesti validne izvore putem referenci, te nakon toga možete ukloniti ovaj šablon.
Commons logo
Fizika portal
Odjeljak isključivo posvećen fizici

Krutost možemo definisati kao otpornost na deformaciju i matematički je definišemo kao odnos sile \mathbf{}F koja uzrokuje deformaciju i same deformacije \mathbf{}x.

k={F \over x}

Iz ove jednačine je jasno da je mjerna jedinica za krutost njutn po metru [N/m] što znači da je to veličina koja govori kolika je sila potrebna da bi se postigla jedinična deformacija. Ova je veličina od velike važnosti u primjenjenim naukama mašinstvu, brodogradnji i građevinarstvu te je jedan od temeljnih pojmova u fizici čvrstih tijela.

O krutosti ima smisla govoriti samo kod čvrstih tvari s obzirom da tekućine i plinovi nemaju stalan oblik zbog slabijih međumolekularnih sila. Važno je shvatiti da krutost ovisi od nekoliko faktora: materijal tijela, geometrija tijela ili sistema (oblik i dimenzije) te vrsta opterećenja. Uzmimo za jednostavan primjer jedan štap učvršćen na svom kraju i opterećen silom pritiska na svom drugom kraju, koja se poklapa s uzdužnom osom štapa. Svakome je jasno da će se uslijed takvog opterećenja štap saviti, tj. javit će se deformacija. Kolika će ta deformacija biti ovisi o tome koliko je štap aksijalno krut. Tako će se za istu silu i iste dimenzije čelični štap manje saviti nego drveni štap, s obzirom da je čelik čvršći od drveta. Uzmemo li istu silu i dva čelična štapa različitih dimenzija, manje će se saviti štap koji ima veću površinu poprečnog presjeka. Uzmemo li isti štap i opteretimo li ga silom istog intenziteta, ali okomitom na njegovu uzdužu osu, iznos deformacije će biti drugačiji jer je i fleksijska krutost (krutost na savijanje) drugačija od aksijalne krutosti.

Općenito, mogu se definisati tri vrste krutosti

  • aksijalna [N/m]
  • fleksijska (krutost na savijanje) [N/m]
  • torzijska (krutost na uvijanje) [Nm/rad]

U slučaju torzije (uvijanja), štap je opterećen momentom čiji se vektor poklapa s uzdužnom ose štapa, tj. opterećen je momentom koji djeluje u ravni okomitoj na uzdužnu osu štapa.

Iz izloženog je vidljivo da krutost nije jednostavna i jednoznačna osobina te da izračunavanje krutosti za složenije strukture može biti vrlo zahtjevan posao.

Veličina recipročna krutosti je podatljivost i računa se kao

\mathbf{}s={1 \over k}={x \over F}

Mjerna jedinica je [m/N] i ta nam veličina govori kolika će se deformacija javiti pri opterećenju jediničnom silom. Analogno torzijskoj krutosti, torzijska podatljivost se izražava u poluprečnicima po njutnmetru [rad/Nm].

Također pogledajte[uredi | uredi izvor]