एक छड़ को दो स्थिर अवलंबों के बीच रखा जाता है और इसे गर्म किया जाता है। छड़ पर किस प्रकार का प्रतिबल विकसित होता है?

Question

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Answer 1

अवधारणा:

प्रतिबल

जब किसी बाहरी बल को किसी सामग्री पर लगाया जाता है तो वह विकृत हो जाती है।
इस विरूपण के कारण, सामग्री में एक आंतरिक प्रतिरोध बल विकसित होता है।
प्रति इकाई अनुप्रस्थ काट क्षेत्र की इस आंतरिक प्रतिरोध बल को प्रतिबल कहा जाता है।

\(\Rightarrow σ=\frac{P}{A}\)

जहाँ σ = प्रतिबल, P = लागू भार और A = अनुप्रस्थ काट क्षेत्र

तनन प्रतिबल	संपीड्य प्रतिबल	Tangential stress	Working stress
यदि वस्तु पर लागू बल ऐसा है कि वह किसी वस्तु की लंबाई को बढ़ाता है तो उसे तनन प्रतिबल कहा जाता है।	यदि वस्तु पर लागू बल ऐसा है कि वह किसी वस्तु की लंबाई को कम करता है, तो उसे संपीड्य प्रतिबल कहा जाता है।	When the direction of the deforming force or external force is parallel to the cross-sectional area, the stress experienced by the object is called shearing stress or tangential stress.	working stress is known as the maximum allowable stress that material or object will be subjected to when in service.

व्याख्या:

तापीय विस्तार: सामग्री तापन के दौरान फैलती है और अधिक स्थान प्राप्त करने की कोशिश करती है।

उदाहरण के लिए जब एक छड़ को गर्म किया जाता है, तो इसकी लंबाई बढ़ जाती है और यह इस प्रकार होगी-

∆l = α ∆T L

जहां, α - रैखिक तापीय प्रसार गुणांक

∆T - तापमान में वृद्धि

L - छड़ की वास्तविक लंबाई

यहां, छड़ को दो स्थिर अवलंबों के बीच रखा जाता है और इसे गर्म किया जाता है, और जैसा कि हम जानते हैं कि धातुएं तापन पर विस्तार करती हैं।

इसलिए, छड़ का विस्तार होगा और अवलंब पर बल बढ़ जाएगा।

मुक्त निकाय आरेख

F1 P.Y Madhu 15.06.20 D1

यहाँ, F₁ = छड़ पर अवलंब द्वारा कार्य करनेवाला बल और F₂ = अवलंब पर छड़ द्वारा कार्य करनेवाला बल

अवलंब छड़ को विस्तारित होने से रोकेगा और छड़ अवलंब पर बल लगाएगा और न्यूटन के तीसरे नियम के अनुसार छड़ पर भी बल कार्य करेगा।
इसलिए, एक संपीड़क बल छड़ पर कार्य करता है। इसलिए विकल्प 1 सही है।