כיצד לחשב יחס משקל לחוזק

יחס משקל לחוזק נמוך אינו רצוי רק בחדר הכושר. יחס המשקל לחוזק, כאשר הוא מתאר את החומר, קושר בין צפיפות החומר ליכולתו לעמוד בעיוות או בשבר קבוע בלחץ. ערכי יחס נמוך מצביעים על כך שהחומר במשקל קל אך יכול לשאת בעומס משמעותי. ערכים גבוהים מתארים חומרים כבדים המתעוותים או נשברים בקלות. יחס המשקל לחוזק משמש בדרך כלל בצורה הפוכה כיחס כוח-למשקל; לאחר מכן מכונה אותו הכוח הספציפי של החומר.

מודדים את מסת החומר באמצעות הסולם. לדוגמה, אם אתה קובע את יחס השקילה לחוזק של טיטניום, שקל את הטיטניום ודווח על המסה בגרמים (גרם) או קילוגרמים (קילוגרם). כדי להמיר את מסת הטיטניום מגרמים לקילוגרמים, חלקו את המסה ב -1,000. לדוגמא, מסה של 9.014 גרם שווה ל- 0.009014 ק"ג: 9.014 / 1000 = 0.009014.

קבע את נפח החומר. עבור דגימות מעוצבות באופן קבוע, השתמש בסרגל כדי למדוד את ממדי הדגימה ולחשב את הנפח מהמידות. לדוגמה, אם החומר הוא בצורת קוביה באורכי צד של 1 ס"מ, נפח הקוביה שווה לקוביות באורך הצד: 1 x 1 x 1 = 1 ס"מ ^ 3. עבור דגימות מעוצבות באופן לא סדיר ניתן יהיה להשיג את הנפח בתהליך של עקירת נוזלים. מודדים את מפלס המים בצילינדר מדורג לפני ואחרי שקיעת הדגימה במים. השינוי במפלס המים שווה לנפח הדגימה בסנטימטרים מעוקבים. לדוגמה, אם מפלס המים לפני הוספת המדגם הוא 10 ס"מ ^ 3 ומפלס המים לאחר הוספת המדגם הוא 15 ס"מ ^ 3, נפח הדגימה הוא חמישה סנטימטרים מעוקבים: 15 - 10 = 5. המרת נפחים שניתנו בסנטימטרים מעוקבים. למטר מעוקב על ידי חלוקה ב 1 x 10 ^ 6. לדוגמה, נפח של 5 ס"מ ^ 3 שווה 5 x 10 ^ -6 m ^ 3: 5/1 x 10 ^ 6 = 5 x 10 ^ -6.

חשב את צפיפות החומר על ידי חלוקת מסת הדגימה בנפחו. לדוגמא, דגימת טיטניום שמשקלה 9.014 גרם ותופס שני סנטימטרים מעוקבים תהיה צפיפות של 4,507 קילוגרם למטר קובית: 9.014 / 1000 / (2/1 x 10 ^ 6) = 4507.

קבע את חוזקו האולטימטיבי של החומר מנקודת המפנה של עקומת מתח המתח של החומרים על ידי התחקות אחר עקומת מתח הלחץ של החומר עד שהעקומה תגיע לנקודה הגבוהה ביותר. הערך הנקרא מציר הלחץ, או ציר ה- Y, ​​הוא חוזקו האולטימטיבי של החומר.

חלקו את הצפיפות בעוצמה האולטימטיבית של המדגם בכדי לקבל את יחס המשקל לחוזק של החומר. לדוגמה, לטיטניום חוזק אולטימטיבי של 434 x 10 ^ 6 N / m ^ 2, וצפיפות של 4507 ק"ג / מ ^ 3. יחס המשקל לחוזק לטיטניום הוא 1.04 x 10 ^ -5 ק"ג / ננומטר: 4507/434 x 10 ^ 6 = 1.04 x 10 ^ -5.