12.9
Stellen Sie sich ein kastenförmiges Gelatinedessert mit bekannten Abmessungen vor, dessen Unterseite fixiert ist.
Wird eine Schubkraft von 0,50 N auf die Oberseite aufgebracht, verschiebt sich die Oberseite um 0,5 cm gegenüber der Unterfläche.
Wie hoch ist die resultierende Scherspannung, die gemessene Scherdehnung und der Schermodul der Gelatine?
Ein Objekt unter Schubspannung erfährt zwei antiparallele Kräfte gleicher Größe, die tangential auf die gegenüberliegenden parallelen Flächen des Objekts angewendet werden.
Das Verhältnis dieser Tangentialkraft zur Querschnittsfläche ergibt also die Schubspannung.
Da sich die Richtung quer zu den aufgebrachten Kräften nicht ändert, bleibt die Querlänge unverändert.
Die Schubdehnung wird durch eine allmähliche Verschiebung der Schichten in Richtung tangential zur Kraft definiert.
Durch Einsetzen der erhaltenen Größen in der Expression werden die Scherspannung und Dehnung der Gelatine berechnet.
Das Verhältnis von Schubspannung zu Schubdehnung ergibt den Schubmodul. Eine höhere Scherkraft erhöht die Scherspannung in der Gelatine, wodurch das Material kollabiert.
Stress ist eine Größe, die die Größe Intensität einer Kraft beschreibt, die Verformung verursacht, allgemein definiert als interne Kraft pro Flächenei…
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