ריכוז מאמצים

ריכוז מאמצים הוא תופעה המתרחשת כאשר כוח פועל על גוף ששטח החתך שלו משתנה. אם ניקח, לדוגמה, קורה רבועה שיש בה חור, ומופעלים עליה כוחות משיכה. שטח החתך בכל מקום לאורך הקורה הוא קבועת מלבד באיזור החור. החומר "מרגיש" מאמץ מתיחה. המאמץ מוגדר על ידי כוח ליחידת שטח:

מאמץ מתיחה מחושב על ידי [math]\sigma=\frac{F}{A}[/math]

כאשר: [math]\sigma[/math] - ערך המאמץ, [math]F[/math] - ערך הכוח הפועל, [math]A[/math] - שטח חתך הגוף.

ניתן לראות שככל שהכוח הפועל על הגוף גדל, גדל גם המאמץ ואילו ככל ששטח החתך גדל, המאמץ קטן.

נחזור לקורה: באיזור ה"מופרע", זה שיש בו את החור, שטח החתך של הקורה קטן יותר, ולכן המאמץ שם גדול יותר.

אם שטח החתך קבוע (כמו בגליל, או בתיבה) המאמץ נשאר קבוע בכל מקום. בגוף ששטח החתך שלו שונה במקומות שונים (כמו במוט שניסרו או שייפו את היקפו), נוצר ריכוז של המאמצים: הכוח פועל על שטח חתך שגודלו משתנה (קטן) ומתקבל מאמץ גדל. התמונה מראה שלוש דוגמאות של שינוי בשטח החתך והגידול במאמץ כתוצאה מכך.

השפעת ריכוז המאמצים

כאשר המאמץ בנקודה מסוימת יעלה על יכולת החומר להתנגד לו, החומר יקרוס וישבר או ייקרע. ריכוז מאמצים נוצר במקרים רבים סביב פגמים בחומר, חורים קטנים או סדקים. ריכוז המאמצים גורם להגדלת הפגמים והסדקים, עד לשבירה של החומר כולו.

ניתן לתאר זאת על ידי הדמיה של קווי המאמץ - הקווים לארכם עובר הכוח דרך הגוף. במקום בו שטח החתך קטן יותר, קווי הכוח חייבים להצטופף בשטח קטן יותר ומתקבל יותר כוח ליחידה שטח - מאמץ גדול יותר המתרכז בנקודה מסויימת. אם המאמץ

ריכוז מאמצים בטיפוס

קריעת נייר ברצועות

---

תרמו לדף זה: מיכה יניב, שחר קדמיאל ואחרים...