यांत्रिक तनाव (मैकेनिकल स्ट्रेस) क्या है?
यांत्रिक तनाव उस आंतरिक बल को मापता है जो किसी पदार्थ के कण किसी बाहरी भार के लगने पर एक-दूसरे पर डालते हैं। इसे उस बल के रूप में परिभाषित किया जाता है जो बल को वहन करने वाले अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल पर वितरित होता है। तनाव इंजीनियरिंग, भौतिकी और पदार्थ विज्ञान की एक बुनियादी अवधारणा है, जिसका उपयोग यह अनुमान लगाने के लिए किया जाता है कि कोई घटक भार के अंतर्गत विकृत होगा या टूट जाएगा।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
लगाए गए बल को न्यूटन (N) में और अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल को वर्ग मीटर (m²) में दर्ज करें। कैलकुलेटर बल को क्षेत्रफल से विभाजित करता है और तनाव को पास्कल (Pa = N/m²) में दर्शाता है, साथ ही किलोपास्कल (kPa) और मेगापास्कल (MPa) में सुविधाजनक रूपांतरण भी देता है। एक पास्कल, एक न्यूटन प्रति वर्ग मीटर के बराबर होता है।
सूत्र की व्याख्या
मूल समीकरण है $$\sigma = \frac{F}{A}$$ जहाँ \(\sigma\) (सिग्मा) तनाव है, \(F\) लगाया गया लंबवत बल है, और \(A\) उस बल का प्रतिरोध करने वाला क्षेत्रफल है। चूँकि तनाव प्रति इकाई क्षेत्रफल पर बल होता है, इसलिए छोटा क्षेत्रफल उसी बल को अधिक तनाव में केंद्रित कर देता है — यही कारण है कि पतले हिस्से सबसे पहले टूटते हैं।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए कि 0.01 m² अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल वाली एक स्टील की छड़ पर 1000 N का तन्य (टेंसाइल) बल लगता है। तब तनाव $$\sigma = 1000 \div 0.01 = 100{,}000 \text{ Pa}$$ होगा, जो 100 kPa या 0.1 MPa के बराबर है। इस मान की तुलना पदार्थ की यील्ड स्ट्रेंथ से करने पर इंजीनियर को पता चल जाता है कि छड़ सुरक्षित है या नहीं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
तनाव की इकाई क्या है? इसकी SI इकाई पास्कल (Pa) है, जो N/m² के बराबर होती है। इंजीनियर आमतौर पर MPa का उपयोग करते हैं (1 MPa = 1,000,000 Pa)।
क्या यह तन्य (टेंसाइल) तनाव है या संपीड़न (कंप्रेसिव) तनाव? दोनों के लिए सूत्र एक ही है; चिह्न परिपाटी (धनात्मक तन्य, ऋणात्मक संपीड़न) बल की दिशा पर निर्भर करती है।
अगर मेरा क्षेत्रफल mm² में है तो क्या करें? पहले इसे m² में बदलें (1 mm² = 1e-6 m²), या ध्यान रखें कि N/mm² सीधे MPa के बराबर होता है।
