Raikipohy momba ny hakitroky sy ny modulus elastika ho an'ny zavatra mivaingana, ranoka ary entona maromaro
Ny fizika no fandalinana fototra momba ny toetra sy ny trangan-javatra eo amin'ny natiora. Hevitra roa manan-danja amin'ny fizika izay mitana anjara toerana lehibe amin'ny fahatakarana ny toetran'ny zavatra dia ny hakitroky sy ny modulus of elasticity. Hodinihin'ity lahatsoratra ity ny famaritana, ny raikipohy ary ny ohatra fampiharana ireo hevitra roa ireo ho an'ny zavatra isan-karazany amin'ny dingana telo: zavatra mivaingana, ranoka ary entona.
hakitroky
Ny hakitroky dia habe iray maneho ny lanjan'ny zavatra iray isaky ny volume. Ny hakitroky dia afaka manome fampahalalana momba ny hakitroky ny zavatra iray ary matetika ampiasaina amin'ny sehatra siansa sy indostria isan-karazany.
1. Famaritana sy Rafitra momba ny Hakitroky
Ny hakitroky (\( \rho \)) dia azo faritana ho ny tahan'ny lanjan'ny zavatra (\( m \)) sy ny habeny (\( V \)) amin'ny zavatra. Ny raikipohy matematika dia:
\[
\rho = \frac{m}{V}
\]
Aiza:
– \( \rho \) ny hakitroky,
– \( m \) ny lanja,
– \( V \) ny volume.
2. Hakitry ny zavatra mivaingana
Matetika ny hakitroky ny zavatra mivaingana dia ambony noho ny an'ny ranoka sy ny entona satria mifanakaiky kokoa ny poti-javatra mandrafitra azy. Ireto misy ohatra amin'ny hakitroky ny zavatra mivaingana sasany:
– Aliminioma: 2.7 g/sm^3
– Vy: \( 7.87 \, \text{g/sm}^3 \)
– Volamena: \( 19.32 \, \text{g/sm}^3 \)
3. Hakitry ny ranoka
Matetika ambany noho ny an'ny zavatra mivaingana ny hakitroky ny ranoka, fa ambony noho ny an'ny entona. Ireto misy ohatra amin'ny hakitroky ny ranoka sasany:
– Rano: \( 1 \, \text{g/sm}^3 \)
– Toaka: \( 0.789 \, \text{g/cm}^3 \)
– Merkiora: 13.6 g/sm^3
4. Hakitry ny entona
Miankina betsaka amin'ny tsindry sy ny mari-pana ny hakitroky ny entona. Ambany lavitra noho ny an'ny zavatra mivaingana sy ny ranoka ny hakitroky ny entona. Ireto misy ohatra amin'ny hakitroky ny entona sasany:
– Rivotra: \( 0.001225 \, \text{g/sm}^3 \)
– Hidrôzenina: \( 0.00008988 \, \text{g/cm}^3 \)
– Dioksida karbônina: \( 0.001977 \, \text{g/cm}^3 \)
Modulus an'ny Elastisity
Ny modulus de elasticité dia fandrefesana ny hamafin'ny fitaovana iray na ny fanoherany ny fiovaovan'ny elasticité rehefa iharan'ny hery. Misy karazana modulus de elasticité maromaro, fa ny mahazatra indrindra dia ny modulus an'i Young, ny modulus de shear, ary ny modulus de bulk.
1. Modulus an'i Young
Ny modulus an'i Young (\( E \)) dia fandrefesana ny hamafin'ny fitaovana iray rehefa mivelatra na voatsindry. Ny modulus an'i Young dia azo faritana ho ny tahan'ny fihenjanana (\( \sigma \)) amin'ny fihenjanana (\( \varepsilon \)) eo amin'ny fetra elastika amin'ny fitaovana:
\[
E = \frac{\sigma}{\varepsilon}
\]
Aiza:
– \( E \) dia ny modulus an'i Young,
– \( \sigma \) dia ny tsindanjana (hery isaky ny velaran-tany),
– \( \varepsilon \) dia ny fihenjanana (fiovan'ny halavana raha oharina amin'ny halavana voalohany).
Ireto misy ohatra amin'ny modulus Young an'ny fitaovana sasany:
– Vy: \( 200 \, \text{GPa} \)
– Aliminioma: \( 69 \, \text{GPa} \)
– Fingotra: \( 0.01 \, \text{GPa} \)
2. Modulus Shear
Ny modulus shear (\( G \)) dia fandrefesana ny hamafin'ny fitaovana iray rehefa iharan'ny hery shear. Ny modulus shear dia azo faritana ho ny tahan'ny tsindanjana shear (\( \tau \)) amin'ny fihenjanana shear (\( \gamma \)):
\[
G = \frac{\tau}{\gamma}
\]
Aiza:
– \( G \) dia ny modulus shear,
– \( \tau \) dia ny tsindanjana,
– \( \gamma \) dia ny fihenjanana amin'ny fikikisana.
Ireto misy ohatra amin'ny moduli shear an'ny fitaovana sasany:
– Vy: \( 80 \, \text{GPa} \)
– Aliminioma: \( 25 \, \text{GPa} \)
– Fingotra: \( 0.0006 \, \text{GPa} \)
3. Modulus ambongadiny
Ny modulus bulk (\( K \)) dia fandrefesana ny hamafin'ny fitaovana iray rehefa iharan'ny hery famoretana mitovy avy amin'ny lafiny rehetra (famatrarana isotropic). Ny modulus bulk dia azo faritana ho ny tahan'ny tsindry (\( P \)) amin'ny fiovan'ny volume (\( \Delta V / V \)):
\[
K = – \frac{P}{\Delta V / V}
\]
Aiza:
– \( K \) dia ny modulus-n'ny vesatry ny entana,
– Ny tsindry dia ny \( P \),
– \( \Delta V \) dia ny fiovan'ny volume,
– \( V \) no volume voalohany.
Ireto misy ohatra amin'ny modulus bulk amin'ny fitaovana sasany:
– Vy: \( 160 \, \text{GPa} \)
– Rano: \( 2.2 \, \text{GPa} \)
– Fitaratra: \( 35 \, \text{GPa} \)
Fampiharana amin'ny fiainana andavanandro
1. Hakitroky
Ampiasaina amin'ny fampiharana isan-karazany ny hakitroky, toy ny famaritana raha hilentika na hitsinkafona anaty rano ny zavatra iray. Ohatra, ny sambo dia vita amin'ny fitaovana manana hakitroky ambany noho ny rano mba ahafahany mitsinkafona. Zava-dehibe ihany koa ny hakitroky amin'ny indostrian'ny fitaovam-panorenana mba hamaritana ny kalitao sy ny tanjaky ny fitaovana.
2. Modulus an'ny Elasticité
Ny modulus de elasticité dia ampiasaina amin'ny injeniera sy ny famolavolana mba hamaritana ireo fitaovana mety amin'ny fampiharana isan-karazany. Ohatra, ny vy dia matetika ampiasaina amin'ny fanorenana trano sy tetezana satria manana modulus Young avo izy, midika izany fa afaka mahazaka enta-mavesatra be nefa tsy misy fiovaovan'ny endrika. Ny fingotra dia ampiasaina amin'ny fanamboarana kodiarana satria manana modulus Young ambany izy, izay ahafahany mandray dona ary manome dia mahazo aina.
Famaranana
Tena ilaina amin'ny sehatry ny siansa sy ny indostria isan-karazany ny fahatakarana ny foto-kevitry ny hakitroky sy ny modulus of elasticity. Ny hakitroky dia manampy antsika hahatakatra ny hakitroky sy ny fizarazarana lanja amin'ny zavatra iray, raha ny modulus of elasticity kosa dia manome fampahalalana momba ny hamafin'ny zavatra iray sy ny fahafahany manohitra ny fiovaovan'ny endrika. Amin'ny fahatakarana ny raikipohy sy ny fampiharana ireo foto-kevitra roa ireo, dia afaka mahatakatra tsara kokoa ny toetran'ny zavatra isika ary mampihatra izany amin'ny fiainana andavanandro.
