Aby obliczyć naprężenie ściskające (naprężenie normalne od siły osiowej), stosuje się zależność średnią:
σ = F / A
gdzie: F – siła normalna (osiowa), A – pole przekroju (tu: pole obciążonej podstawy).
Krok 1: pole podstawy
Podstawa jest kwadratem o boku 100 mm, więc:
A = 100 mm · 100 mm = 10 000 mm2.
Krok 2: siła w niutonach
F = 150,0 kN = 150,0 · 1000 N = 150 000 N.
Krok 3: obliczenie naprężenia
σ = 150 000 N / 10 000 mm2 = 15 N/mm2.
Krok 4: jednostki
W praktyce wytrzymałości materiałów wygodnie pamiętać, że:
1 N/mm2 = 1 MPa.
Zatem σ = 15 MPa, czyli 15,0 MPa.
Dlaczego pozostałe wyniki są błędne?
- Wartość 1,5 MPa zwykle wynika z błędu dziesiętnego (np. potraktowania pola jako 100 000 mm2 lub omyłkowego przestawienia przecinka).
- Wartość 150,0 MPa często pojawia się, gdy ktoś błędnie przyjmie pole A = 1000 mm2 (np. mylenie 100 mm z 10 mm) albo pomyli zależności jednostek.
- Wartość 1 500,0 MPa odpowiada zaniżeniu pola o rząd wielkości lub użyciu złych przeliczników (np. "podkręcenie" wyniku przez brak kontroli sensowności).
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze wykonaj szybki test sensowności. Siła 150 kN na powierzchni 10 000 mm2 daje rząd kilkunastu N/mm2, więc wynik kilkaset lub kilka tysięcy MPa powinien od razu wzbudzić podejrzenie.
