שלום, קוראים צעירים! חשבת פעם מה עושה דברים חזקים? חוזק מתייחס ליכולת של חפץ לעמוד בכוח הדחיפה או המשיכה ללא הפרדה. היכולת הייחודית הזו לחוזק חומרי נותנת לנו תובנה לגבי היסודות מדוע חומרים מסוימים עובדים עבור עבודות ספציפיות טוב יותר מהאחרים.
עכשיו כשאנחנו יודעים על חוסן! קודם כל, זוהי מילה קטנה (אך גדולה) המשמשת כדי להגדיר כמה טוב יכול חפץ לחזור אחורה לאחר שהוא נמתח או מכופף. כאשר אתה מושך גומייה חזק יותר. ואם אתה משחרר, זה חוזר לצורתו המקורית. זה חוסן! אנחנו יכולים למדוד את החוסן של חומר במשהו שנקרא מכונת בדיקת מודול אלסטי דינמי.
מודול האלסטי הוא מדד לכמה החומר יתארך או יתכופף כאשר נפעיל עליו כמה כוחות (דינמי). מודול אלסטי דינמי גבוה מצביע על כך שהחומר גמיש למדי. הוא גם מסוגל לשאת כמות עצומה של לחץ מבלי להישבר או לאבד את צורתו. למה זה חשוב = מהנדסים ובנאים דורשים חומרים חזקים שיכולים לעמוד בלחץ אבל להישאר פונקציונליים.
צרור מונוליטי יצוק בעוד אנו יודעים מהו מודול האלסטי הדינמי, בהפחתת מזה, הבה נדון כיצד המהנדסים השתמשו בו. מהנדסים אחראים על תכנון ובניית חפצים כגון גשרים, מבנים ומכוניות. הם צריכים להבין איך החומרים יפעלו בשטח. זה מסייע להם בבחירת החומרים הנכונים לפרויקטים שלהם.
שקול דוגמה שבה מהנדס עושה גשר. הם צריכים לדעת כמה כוח יכול הגשר לעמוד לפני שהוא נשבר. ואם הגשר אינו מסוגל לשאת את משקלן של מכוניות ומשאיות, זה לא יהיה בטוח. לפיכך, מהנדסים יכולים לחזות כיצד האדמה תתנהג בעומסים שונים וליישם את מודול האלסטי הדינמי. זה מוודא שהגשר צריך להיות יציב ומאובטח עבור כל המשתמשים בו.
למהנדסים יש מכשיר שנקרא מנתח מכני דינמי (DMA) לקביעת מודול האלסטי הדינמי. המכונה הזו ממש מגניבה! הוא לוחץ על דגימת חומר ומתעד כיצד החומר מגיב לכוח. עם ה-DMA, אפשר למהנדסים לצפות בכמות המתיחה או הכיפוף של חומר לאחר דחיפתו.
לדוגמה, כאשר מהנדסת מתכננת מכונית, היא תרצה להשתמש בחומר המציע את קלות המשקל וגם את החוזק הדרוש. אז מצד אחד, אתה רוצה חומר קל יותר שאכן עוזר לחסוך בדלק, אבל מצד שני, הוא צריך להיות חזק כדי להגן על כל מי שנמצא במקרה של תאונה. לכן, עם אופטימיזציה מסוימת במודול האלסטי הדינמי, בחיזוק ובמשקל, המהנדס מתמודד עם איך לשלב חוזק וזוהר כדי שיוכלו להגביר את הבטיחות והחסכון של המכונית.