Máy Tính Độ Giãn Dài Là Gì?
Máy Tính Độ Giãn Dài này giúp bạn xác định một cấu kiện thẳng giãn ra (hoặc co lại) bao nhiêu theo phương dọc trục khi chịu một lực dọc trục. Công cụ áp dụng định luật Hooke cho thanh lăng trụ đồng nhất trong miền đàn hồi — một kết quả mang tính phổ quát, được dùng rộng rãi trong kỹ thuật cơ khí, xây dựng và kết cấu trên toàn thế giới.
Công Thức Tính
Độ giãn dài dọc trục được xác định bằng:
$$\Delta L = \frac{\text{Force }F \cdot \text{Length }L}{\text{Area }A \cdot \text{Modulus }E}$$trong đó F là lực dọc trục tác dụng (đơn vị newton), L là chiều dài ban đầu (mét), A là diện tích tiết diện ngang (mét vuông), và E là mô đun Young (pascal). Máy tính cũng cho biết biến dạng tỉ đối (kỹ thuật) \(\varepsilon = \Delta L / L\) và ứng suất dọc trục \(\sigma = F / A\).
Cách Sử Dụng
Nhập lực, chiều dài ban đầu, diện tích tiết diện ngang và mô đun Young của vật liệu, tất cả theo cùng hệ đơn vị SI thống nhất. Kết quả trả về độ giãn dài tính bằng mét và milimét, kèm theo biến dạng và ứng suất. Hãy giữ tải trọng trong giới hạn đàn hồi của vật liệu — công thức tuyến tính này chỉ đúng khi ứng suất còn dưới giới hạn chảy.
Ví Dụ Minh Họa
Một thanh thép (\(E = 200\ \text{GPa} = 2 \times 10^{11}\ \text{Pa}\)) dài 2 m, tiết diện 0,0001 m² (100 mm²) chịu lực kéo 10.000 N. Khi đó $$\Delta L = \frac{10000 \times 2}{0{,}0001 \times 2 \times 10^{11}} = \frac{20000}{20\,000\,000} = 0{,}001\ \text{m} = 1\ \text{mm}.$$ Biến dạng là \(0{,}001 / 2 = 0{,}0005\) và ứng suất là \(10000 / 0{,}0001 = 100\,000\,000\ \text{Pa}\) (100 MPa).
Câu Hỏi Thường Gặp
Công thức này có dùng được cho trường hợp nén không? Có — bạn dùng đúng công thức đó với lực nén; khi đó \(\Delta L\) trở thành độ co ngắn, miễn là cấu kiện không bị mất ổn định (oằn).
Nên dùng đơn vị nào? Hãy dùng hệ SI: lực tính bằng N, chiều dài và diện tích tính bằng m và m², mô đun tính bằng Pa. Trộn lẫn đơn vị (ví dụ mm với m) sẽ cho kết quả sai.
Kết quả có luôn chính xác không? Công thức giả định cấu kiện đồng nhất, đàn hồi tuyến tính và chịu tải dưới giới hạn chảy. Khi vượt quá giới hạn đàn hồi, ứng xử của vật liệu trở nên phi tuyến và máy tính này không còn áp dụng được.
