שאלה 1

נתונים:

סעיף 1

מהגדרת טנזור העיבור:

סעיף 2

התארכות הקטע נתונה ע”י:

נמצא את :

לכן:

סעיף 3

נמצא את זווית הגזירה :

לפיכך, הזווית גדלה ב-. מאחר והצלעות ו- נשארות שוות שוקיים, נסיק ששתי הזוויות האחרות קטנות בשיעור זהה אחד לשני, שהוא מחצית מ-:

סעיף 4

נמצא את כיוון וקטור :

לאחר נרמול:

העיבור הרלוונטי יהיה נתון ע”י:

נמצא את טנזור העיבור שלנו:

נציב בביטוי עבור העיבור:

ולכן:

סעיף 5

האנרגיה האלסטית האגורה בגוף נתונה ע”י:

מאחר והעיבורים אחידים בעל הגוף, גם המאמצים אחידים בכל הגוף. לכן:

מקשרי מאמץ עיבור:

לכן:

נציב בביטוי עבור :

לכן:

סעיף 6

שינוי שטח יחסי (כמו שינוי נפח יחסי) נתון ע”י סכימת אלכסון טנזור העיבורים, במישור הרצוי. לכן נגדיר . ביחד עם הוא יגדיר את הפאה .
העיבור בוקטור זה:

לכן שינוי השטח היחסי:

סעיף 7

טנזור גרדיאנט הזזה מתאר לנו את הפרש ההזזות, ולכן נצטרך רק “להפעיל” אותו על הוקטור הנדרש.
נרצה למצוא את הסיב לאחר העיבור. כלומר:

ולכן:

סעיף 8

נתונים:

קל לראות שהמישור מוגדר ע”י הנורמל . לכן:

לכן:

סעיף 9

נמצא את וקטור המאמץ הרלוונטי:

לכן רכיב הגזירה יהיה:

לכן הגודל:

שאלה 2

מרכז הגזירה לא בחומר.

שאלה 3

נתונים:

סעיף 17

נרצה לדעת איך כוח משפיע על תזוזה . קל לראות משיקולים של מוצקים שכל אחד מהכוחות ו- יגרום לתזוזה גם ב- וגם ב-.

נביט כעת במקרה שבו פועל רק :

המקרה הנתון בו פועל רק , מזוויות שונות.

משיקולי שקיעות, קל לראות שהשקיעה תתרחש רק בכיוון . לפיכך:

סעיף 18

המומנט הפנימי בחתך בזווית כתוצאה מהפעלת כוח כללי .

משיווי משקל מומנטים סביב החתך:

ניתן לראות מהביטוי עבור המומנט הפנימי, שמומנטי הכפיפה תלויים ב-, ואילו מומנט הפיתול, תלוי רק ב-.

סעיף 19

מסעיף קודם:

סעיף 20

נרצה למצוא את לפי שיטות אנרגיה. האנרגיה האלסטית האגורה בקורה נתונה ע”י (הקורה תחת גם כפיפה וגם פיתול):

לפי המשפט השני של קסטיליאנו:

אנו מעוניינים ב-, כלומר כאשר :

לכן (לפי עזר האינטגרלים הנתון):

סעיף 21

נעשה את אותו הדבר עבור ו- ().

לכן (לפי עזר האינטגרלים הנתון):

לפיכך:

סעיף 22

כעת, . לפיכך, המומנט שמתפתח בקורה נתון ע”י:

נפעיל מומנט דמה (סביב ,) ב-:

לכן, המומנט הפנימי המתפתח בקורה למעשה נתון ע”י:

האנרגיה האלסטית האגורה בקורה:

לפי המשפט השני של קסטיליאנו:

במקרה שלנו, . לכן:

לכן:

כאשר כאן הערך חיובי כי התכוונו לסיבוב ההפוך.

סעיף 23

כמו בסעיף קודם, רק נהפוך את סימן , והפעם נגזור לפי (כוח הדמה שלנו הוא כעת ).

במקרה שלנו , ולכן:

ולכן:

סעיף 24

אנו נמצאים באותם התנאים מסעיף קודם, רק הפעם לא בהכרח אפס, ומאחר ויש בנקודה קיר, אז . לכן נחזור לביטוי:

ונדרוש , כך שנוכל למצוא את (האינטגרלים חושבו בסעיפים קודמים, ושווים ל- ו- בהתאמה):

לכן הגודל:

סעיף 25

מסעיפים קודמים, כאשר מפעילים כוח דמה , בנוסף למומנט , המומנט יהיה נתון ע”י:

לפי המשפט השני של קסיטליאנו:

ה- הוא כוח דמה ולכן :

לפיכך, תזוז אנכית כתוצאה מהפעלת המומנט .