Una columna se cae, ¿se romperá?

Question

No estoy esperando una respuesta definitiva. Pero me gustaría que alguien explique cuáles son las principales fuerzas que interactúan en esta situación:

Ideal columna cilíndrica que está en el primer vertical es empujado lo suficiente como para que pierda su equilibrio y cae de su lado. En cada momento hay un punto en la circunferencia de la base de la columna que está en contacto con el suelo. La columna está hecha de un material en el que sabemos que se rompen, y el suelo es mucho más difícil, y no se rompe.

En cuántos pedazos se el salto de columna? En qué puntos se el salto de columna? Que son las constantes que son significativas en este escenario?

Answer 1

Estoy seguro que no va a dar una respuesta definitiva. El siguiente es más una excesivamente simplificado punto de partida.

Un modelo muy sencillo que imita a un colapso de la torre con cero resistencia a la tensión (básicamente una torre de bloques sueltos) se compone de una matriz vertical de las masas puntuales con el punto de la masa a la altura de la $h$ sometidos a parabólico trayectorias de la siguiente manera: $$x =\sqrt{gh} \ t$$ $$z = h - \frac{1}{2}g \ t^2$$

Totalmente inelástica de colisiones con el terreno ($z=0$), la siguiente moción resultados:

Tenga en cuenta que el perfil parabólico para el lateral velocidades ($v_x = \sqrt{g h}$) se elige de forma que la línea de bloques no se comprimen ($x^2+z^2 \ge h^2$ todos los $t \ge 0$).

El resultado final de la caída es de un destrozado torre coloca en el suelo y alargada (tensa) por un factor de $\sqrt2$.

En la vida real, la torre tendrá finito de tracción y finito de fuerza cortante. Como resultado, el modelo de arriba se rompe. Como cualitativo punto de partida para el modelado, puede ser muy útil de aunque.

Answer 2

Depende de cuántas grietas la columna tiene en él y lo que se hace fuera del material. Es el criterio principal para cuando un material se rompe. La rotura dependen de donde están las grietas (internas o externas) del cilindro. Véase por ejemplo http://en.wikipedia.org/wiki/Fracture_mechanics