દ્રવ્યોની સ્થિતિસ્થાપક વર્તણૂકનો ઉપયોગ સમજાવતું ક્રેઈનનું ઉદાહરણ સમજાવો.
બધીજ એન્જિનિયરિંગ ડિઝાઈન માટે દ્રવ્યોની સ્થિતિસ્થાપક વર્ત્યૂક અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. આ માટે નીચેનું ક્રેઈનનું ઉદાહરણ જેઈએ.
ભારે બોજને ઉપાડવા કે એક સ્થળેથી બીજા સ્થળે લઈ જવા વપરાતી ક્રેઈનમાં જાડાં ધાતુના દોરડાને ભારે બોજ સાથે બાંધવામાં આવે છે ત્યારે દોરડામાં કંઈક પ્રતિબળ ઉત્પન્ન થાય છે.
ધારો કે, એક ક્રેઈનની બોજ ઉંચકવાની ક્ષમતા $10$ મેટ્રિક ટન એટલે $1000\,kg$ ની હોય, તો દોરડાની જાડાઈ કેટલી રાખવી જોઈએ ?
આ માટે દોરડા વડે વધારેમાં વધારે એટલો જ બોજ ઉંચકી શકાય અથવા આપેલા બોજને વધારેમાં વધારે એટલી પ્રવેગત કરી શકાય કે જેથી તે સ્થિતિસ્થાપક હદને વટાવી ન જાય.
આનો અર્થ એવો થાય કે, દોરડામાં ઉદભવતા આધિન પ્રબળતા $S _{y}$ નું મૂલ્ય સ્થિતિસ્થાપક હદના મૂલ્ય કરતાં ઓછું હોય. ધારો કે, નરમ સ્ટીલના દોરડાના આડછેદનું ઓછામાં ઓછું ક્ષેત્રફળ $A$ અને નરમ સ્ટીલની પ્રબળતા
$\left( S _{y}\right)=300 \times 10^{6} Nm ^{-2}$ છે.
$\therefore A\geq \frac{ W }{ S _{y}}$
$\geq \frac{ Mg }{ S _{y}}$
$\geq \frac{10^{4} \times 10}{3 \times 10^{6}}$
$\therefore A\geq 3.3 \times 10^{-4} m ^{2}$
`જો $g=3.1 \pi ms ^{-2}$ અને $A =\pi r^{2}$ લઈએ, તો $A =\frac{ Mg }{ S _{y}}$ પરથી $\left[\because g=9.8=3.1 \times \pi ms ^{-2}\right]$
$\pi r^{2}=\frac{10^{4} \times 3.1 \times \pi}{300 \times 10^{6}}$
$\therefore r^{2}=\frac{3.1}{3} \times 10^{-4}$
$\therefore r^{2}=1.033 \times 10^{-4}$
$\therefore r=1.06 \times 10^{-2} m$
$\therefore r \approx 1 cm$
સામાન્ય રીતે સુરક્ષાના હેતુથી બોજના $10$ ગણા જેટલા બોજને ખેંચવા માટે દોરું લેવું હોય, તો લગભગ $3\,cm$ ત્રિજ્યાવાળું દોરડું લેવાનું સૂચવવામાં આવે છે.
$3\,cm$ ત્રિજ્યાવાળું દોરડું જાડો સળિયો કહેવાય. પણ આવું દોરડું બનાવવા ધણાં બધા પાતળા તારને વળ ચઢાવીને અને ગૂંથીને $3\,cm$ ત્રિજ્યાવાળું દોરંડુ બનાવવામાં આવે છે.
$8 \,m$ લાંબી રબરની નળી જેની ઘનતા $1.5 \times {10^3}\,N/{m^2}$ અને યંગ મોડ્યુલસ $5 \times {10^6}\,N/{m^2}$ ને છત પર લટકાવેલ છે. તો પોતાના વજનને લીધે તેની લંબાઈમાં થતો વધારો કેટલો હોય ?
એક સમાન કોપરના સળીયાની લંબાઈ $50 \,cm$ અને વ્યાસ $3.0 \,mm$ છે અવરોધ રહીત સમક્ષિતિજ સપાટી પર તેને સરકાવવામાં આવે છે $20^{\circ} C$ તાપમાને રેખીય પ્રસરણ અચળાંક $2.0 \times 10^{-5} \,K ^{-1}$ અને યંગ મોડ્યુલ્સ $1.2 \times 10^{11} N / m ^2$ છે જો સળીયાને $100^{\circ} C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે તો તે ............ $\times 10^3 \,N$ તાણ ઉત્પન્ન કરશે ?
એક સમાન ધાત્વીય તાર પર $F$ જેટલું રેખીય બળ લગાડવામાં આવે ત્યારે તેની લંબાઈ $0.04 \,m$ જેટલી વધે છે. જો તેની લંબાઈ અને વ્યાસ બમણો કરવામાં આવે તો તે સમાન બળ માટે પ્રતાન (લંબાઈ) માં વધારો ........ $cm$ થશે.
બે અલગ દ્રવ્યમાથી બનેલા સળિયાનો રેખીય પ્રસરણ અચળાંક ${\alpha _1},\,$ અને ${\alpha _2}$ અને યંગ મોડ્યુલસ ${Y_1}$ અને ${Y_2}$ છે સળિયાને બે દઢ દીવાલ સાથે જડિત કરેલો છે .બંનેને એવી રીતે ગરમ કરવામાં આવે છે કે જેથી બંનેના તાપમાનમા સમાન રીતે વધારો થાય અને તારમાં વંકન થતું નથી. જો ${\alpha _1}:{\alpha _2} = 2:3$, અને બંને માં સમાન સમાન તાપીય પ્રતિબળ ઉત્પન્ન થતું હોય તો ${Y_1}:{Y_2}$ $=$_____
બે સમાન દ્રવ્યમાથી બનાવેલા તારની લંબાઈ અને વ્યાસનો ગુણોત્તર અનુક્રમે $1:2$ અને $2:1$ છે જ્યારે તેને બળ $F_A$ અને $F_B$ વડે ખેચીને લંબાઈમાં સરખો વધારો કરવામાં આવે તો $F_A/F_B$ =_______