ما هو انفعال القص؟
يقيس انفعال القص (γ، جاما) مقدار تشوّه المادة استجابةً لقوة قص — أي قوة تُطبَّق موازيةً للسطح بدلاً من أن تكون عمودية عليه. وخلافاً للانفعال العمودي الذي يشدّ المادة أو يضغطها، فإن انفعال القص يُميل الشكل ويُحوّله، فيتحوّل المستطيل إلى متوازي أضلاع. وهو كمية عديمة الأبعاد تُقاس غالباً بالراديان، وتساوي ظل زاوية التشوّه. تعمل هذه الحاسبة مع أي نظام وحدات متناسق، وتنطبق على نطاق واسع في مجالات الهندسة والفيزياء.
كيفية استخدام الحاسبة
اختر طريقة الحساب المناسبة. إذا كنت تعرف التشوّه الفيزيائي، فأدخِل الإزاحة الجانبية (\(\Delta x\)) والطول الأصلي (\(L\)) المقاس عمودياً على اتجاه القوة المؤثّرة، وستحسب الأداة \(\gamma = \Delta x / L\). أما إذا كنت تعرف الحِمل المؤثّر، فاختر وضع الإجهاد وأدخِل إجهاد القص (\(\tau\)) ومعامل القص للمادة (\(G\))؛ عندها تحسب الأداة \(\gamma = \tau / G\). كما تعرض النتيجة زاوية القص المكافئة بالدرجات.
شرح المعادلة
تنبع الصيغتان من تعريف معامل القص، الذي يُسمّى أيضاً معامل الصلابة: \(G = \tau / \gamma\). وبإعادة ترتيب المعادلة نحصل على \(\gamma = \tau / G\). أما هندسياً، فالانفعال نفسه يساوي إزاحة السطح العلوي \(\Delta x\) مقسومة على الارتفاع \(L\) بين السطحين، أي $$\gamma = \frac{\text{Displacement } \Delta x}{\text{Length } L}$$ وعند الانفعالات الصغيرة يكون \(\gamma \approx \theta\)، حيث \(\theta\) زاوية التشوّه بالراديان.
مثال محلول
كتلة ارتفاعها 50 مم دُفِع وجهها العلوي جانبياً بمقدار 2 مم. يكون انفعال القص $$\gamma = \Delta x / L = 2 / 50 = 0.04$$ وزاوية القص المكافئة هي \(\arctan(0.04) \approx 2.29°\). وبالمقابل، إذا كانت مادة معامل قصها \(G = 25\) ميجاباسكال تتحمّل إجهاد قص \(\tau = 1\) ميجاباسكال، فإن $$\gamma = 1{,}000{,}000 / 25{,}000{,}000 = 0.04$$ — وهو الانفعال نفسه.
الأسئلة الشائعة
هل يُقاس انفعال القص بالراديان أم بالدرجات؟ هو كمية عديمة الأبعاد، لكنه يساوي عددياً زاوية التشوّه بالراديان عند الانفعالات الصغيرة. كما نعرض القيمة بالدرجات لتيسير الاستخدام.
ما الوحدات التي يجب استخدامها للإجهاد والمعامل؟ استخدم الوحدة نفسها لكليهما (مثلاً كلاهما بالباسكال أو كلاهما بالميجاباسكال)؛ فالانفعال عديم الوحدة، لذا تتلاشى الوحدات.
هل يحتاج الطول إلى وحدات محدّدة؟ لا — يكفي أن تشترك \(\Delta x\) و \(L\) في الوحدة نفسها (مم، بوصة، م). فالنسبة بينهما عديمة الأبعاد.
