Kitka vs leikkaus
Kitka ja leikkausjännitys ovat kaksi ilmiötä aineen mekaniikan alalla. On erittäin tärkeää ymmärtää sekä kitka- että leikkausjännitys, jotta saat hyvän käsityksen sellaisista aloista kuin sähkötekniikka, autotekniikka, konetekniikka ja kaikki muut asiaankuuluvat alat. Sekä kitka- että leikkausjännitys on tärkeä rooli myös jokapäiväisessä elämässämme. Ilman näitä voimia emme pystyisi tekemään suurinta osaa päivittäisestä työstämme. Tässä artikkelissa aiomme keskustella kitka- ja leikkausjännityksen merkityksestä, kitkan ja leikkausjännityksen oikeat ja yleiset määritelmät, niiden sovellukset ja laskentamenetelmät, yhtäläisyydet ja lopuksi niiden erot.
kitka
Kitka on luultavasti yleisin päivittäin kokemamme vastusvoima. Kitka syntyy kahden karkean pinnan kosketuksesta. Kitkalla on viisi tilaa. Kuivakitka, jota esiintyy kahden kiinteän kappaleen välillä, nestekitka, joka tunnetaan myös nimellä viskositeetti, voideltu kitka, jossa kaksi kiinteää ainetta erottaa nestekerros, ihokitka, joka vastustaa liikkuvaa kiinteää ainetta nesteessä, ja sisäinen kitka, joka aiheuttaa kiinteän aineen sisäiset komponentit kitkaa. Termiä "kitka" käytetään kuitenkin yleisimmin kuivakitkan sijasta. Tämä johtuu siitä, että kullakin pinnalla olevat karkeat mikroskooppiset ontelot sopivat toisiinsa ja kieltäytyvät liikkumasta. Kahden pinnan välinen kuivakitka riippuu kitkakertoimesta ja kohteeseen vaikuttavasta tasosta normaalista reaktiivisesta voimasta. Suurin staattinen kitka kahden pinnan välillä on vain hieman suurempi kuin dynaaminen kitka. On huomattava, että vaikka kitka riippuu normaalista reaktiivisesta voimasta, se on aina tangentiaalinen pintaan nähden ja siten normaali reaktiivisen voiman suhteen.
Leikkausjännitys
Leikkausjännitys on muodonmuutosvoima. Kun voimaa kohdistetaan tangentiaalisesti kiinteään pintaan, kiinteällä aineella on taipumus "kiertyä". Jotta tämä tapahtuisi, kiinteän aineen on oltava kiinteä, jotta se ei voi liikkua voiman suuntaan. Leikkausjännityksen yksikkö on Newton neliömetriä kohti tai yleisesti Pascal. Tiedämme, että Pascal on myös paineen yksikkö. Mutta paineen määritelmä on pintaan normaalivoima jaettuna pinta-alalla, kun taas leikkausjännityksen määritelmä on pinnan suuntainen voima pinta-alayksikköä kohti. Kiinteään esineeseen vaikuttava vääntömomentti voi myös aiheuttaa leikkausjännitystä. Määritelmän mukaan ei vain kiinteillä aineilla vaan myös nesteillä voi olla leikkausjännitystä. Esineillä on ominaisuus nimeltä leikkausmoduuli, joka kertoo kuinka pitkälle esine vääntyy tietyllä leikkausjännityksellä. Tämä riippuu kohteen muodosta, koosta, materiaalista ja lämpötilasta. Rakenteiden ja autotekniikan leikkausjännitys on pääroolissa suunnittelussa ja toteutuksessa.
Mitä eroa on kitkan ja leikkauksen välillä?
• Kitka voi aiheuttaa leikkausjännitystä.
• Kitka mitataan Newtoneissa, kun taas leikkausjännitys mitataan Pascalissa.
• Kitka on voima, kun taas leikkausjännitys on voima pinta-alayksikköä kohti.
• Kitka riippuu molemmista kosketuspinnoista, kun taas leikkausjännitys riippuu vain pinnan suuntaisesta voimasta pinta-alayksikköä kohti.
