(spanning,rek)-diagram

Alex Kempeneers stelde deze vraag op 19 oktober 2022 om 22:12.

 Hallo,

Ik heb een vraag over het (spanning,rek)-diagram. Zie de bijlage. In mijn boek staat dat een materiaal elastisch is als gebied 1 (recht evenredige deel) groot is. Mijn vraag was: waarom is dat zo? Hebben ze het hier over de oppervakte en/of de grootte van de vloeispanning?

Groeten,
Alex

Reacties

Theo de Klerk op 20 oktober 2022 om 00:31
In het eerste deel van de curve houden de atomen en moleculen elkaar "vast" door de onderlinge aantrekkingskrachten. Die krachten werken een beetje als veer: naarmate je meer uittrekt, zullen ze bij loslating weer in hun normale onderlinge afstand terugbewegen. 
"Spanning" is feitelijk niets anders dan (negatieve) druk (kracht/oppervlak). Het oppervlak blijft hetzelfde, dus je ziet de kracht in het evenredige deel toenemen met de afstand, zoals bij een veer ook: F = C.u (of voor uitrekking:  F/A = C/A u = constante . u   (De doorsnede A blijft gelijk: in de vervloeiing neemt A juist af en trek je dunner wordende draden)

Als je te ver doortrekt dan wordt de afstand te groot en verdwijnt die onderlinge aantrekkingskracht zover dat de moleculen niet als een veer weer terugschieten. Zoals een te ver uitgerekte veer ook niet meer in de oorspronkelijke vorm terugkeert. 
Het materiaal gaat dan vloeien: dat wil zeggen dat een dikke draad steeds dunner wordt (doorsnede A neemt af) en ook dun blijft. De krachten blijven hetzelfde maar steeds minder moleculen zitten op elkaar gestapeld (dik) met bepaalde afstand maar gaan nu achter elkaar staan (dun) met die afstand.
Tot de onderlinge krachten geheel verdwijnen en het materiaal breekt: de afstand tussen moleculen op het breekvlak kan dan elke afstand zijn: je hebt twee stukken.
Alex op 20 oktober 2022 om 09:15
Dus als je twee materialen met elkaar vergelijkt welke de meest elastische is kijk je naar de vloeispanning?
Theo de Klerk op 20 oktober 2022 om 09:24
Ja en nee.
Ja - hoe hoger die spanning is hoe harder je eraan kunt trekken voordat het materiaal vervormd blijft. Bij 2 stoffen met dezelfde helling in gebied I van de grafiek, zijn ze even stug, maar degene met lagere vloeispanning zal eerder stuk gaan. De lengte van I zal voor de stof met hogere vloeispanning langer zijn (meer kunnen uitrekken)
nee - bij gelijke vloeispanning kan de ene stof misschien 10 cm uitrekken en de ander een meter. Dan zal de helling in gebied I van de curve ongelijk zijn en de lengte van I voor beide verschillen.

Welke noem je elastischer?
Alex op 20 oktober 2022 om 09:27
De oppervlakte van gebied 1 moet je dus gebruiken om te vergelijken?
Theo de Klerk op 20 oktober 2022 om 10:14
Nee - dat levert een grootheid met dimensie kracht/lengte op.
Een zeer kleine I lengte en hoge vloeispanning kan hetzelfde oppervlak hebben als zeer lage vloeispanning maar grote rek in gebied I.

Het is een beetje als "wat is lekkerder? Een euro appelen of een euro peren?"
Alex op 20 oktober 2022 om 10:20
Ah ok, bedankt!

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft negentien appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)