Warum wird ein Seil durch das Verdrillen/Flechten von Schnursträngen stärker?

Ich mache gerade ein Experiment, bei dem ich die Kraft messe, die erforderlich ist, um zwei parallele Saitenstücke auf einen festgelegten Abstand zu verlängern. Die unabhängige Variable, die ich ändere, ist die Häufigkeit, mit der sich die beiden Saitenstücke miteinander verdrehen.

Ich habe ein ziemlich gutes positives lineares Diagramm, aber ich weiß nicht, wie ich es mathematisch mit Physik erklären soll. Ich weiß, dass es etwas damit zu tun hat, dass die Saite kürzer wird und normale Kräfte auftreten, aber ich kann anscheinend keine Gleichung finden, um den Graphen auszudrücken.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Was meinst du mit stärker? Spannung, um die Saite zu reißen, oder eine größere Spannung, um eine bestimmte Dehnung zu erzeugen?
Ich schätze, ich messe die Stärke nicht wirklich. Eher wie die Kraft, die erforderlich ist, um es auf eine festgelegte Entfernung auszufahren. Der Haken in meinem Bild ist mit einem Newtonmeter verbunden.
Die Festigkeit des Seils oder des geflochtenen Seils würde im Allgemeinen als die Spannung interpretiert werden, die zum Reißen des Seils erforderlich ist. Sie scheinen die Kraft zu messen, die erforderlich ist, um eine bestimmte Dehnung zu erzeugen, was etwas sein wird l ich k e ein Youngs-Modul. Ich vermute, dass Sie in Ihrem Aufbau am Ende die Wirkung messen werden, die die Kraft durch Dehnen der Drehungen hat, aus denen der Zopf besteht. (Genauer gesagt, die Verdrehung pro Längeneinheit reduzieren) Dies, sagt meine Intuition, wird unter Hysterese leiden.
Es leidet bis zu einem gewissen Grad unter Hysterese, daher halte ich die Zeit, in der es belastet wird, auf einem Minimum und ändere es zwischen den Versuchen. Youngs Modulus scheint sehr vielversprechend zu sein, scheint aber den gesamten Teil der Normalkraft / Reibung zu ignorieren, den das Verdrehen meiner Meinung nach einführen würde. Danke für die bisherigen Antworten, sie haben zum Nachdenken angeregt.
Ist es möglich, dass ich den Kraftwert, den ich vom Youngs Modul erhalte, verwenden könnte, um die Komponente aufzulösen, die die Normalkraft und damit die Reibung aufbringen würde?
Würde sich in diesem Fall die Querschnittsfläche durch Verwindung überhaupt ändern?

Antworten (1)

Ich habe nach einer Gleichung gesucht, die sich auf Ihr Problem bezieht, konnte aber keine finden. Es sind viele Variablen beteiligt, nicht nur die, die Sie erwähnt haben. Das Zusammenflechten von Schnüren, um die gesamte Baugruppe stärker zu machen, hängt davon ab, dass die Bindekraft aufgrund der Verdrillung sehr konstant bleibt, da Sie sonst schwache Bereiche einführen können.

Sie müssen auch das Herstellungsverfahren der Saite berücksichtigen. Besteht sie aus vollständigen Fasern, die über die gesamte Länge der Saite verlaufen? Auf diese Weise werden synthetische Seile / Schnüre hergestellt, sodass das Zusammenflechten ihre vorhandene Festigkeit nicht erhöht. Die Schnur, die auf Ihrem Bild erscheint, sieht aus, als wäre sie aus Naturfasern zusammengesetzt, und jede Naturfaser ist kurz, sagen wir weniger als 15 cm, sodass die Schnur, die Sie auf Ihrem Bild haben, bereits geflochten ist, noch bevor Sie anfangen, zusammenzustricken diese kurze Länge.

Wenn Sie noch eine Gleichung benötigen, würde sie die Kraft, der die Saite standhalten kann, mit der Kraft in Beziehung setzen, die Sie auferlegen, um das spiralförmige Muster zum Zusammenbinden der Saiten zu erzeugen. Sie müssten diese Schraubenkraft dann in zwei Komponenten auflösen, eine senkrecht zur Saitenlänge und die andere parallel zur Längsachse der Saite.

Zusammenfassend können Sie also nicht automatisch davon ausgehen, dass das Flechten die Festigkeit erhöht, es kann sie stattdessen verringern.

Denn nach dem Drall sind die Saiten nicht mehr parallel zur Streckrichtung. Bedeutet das, dass eine Komponente der aufgebrachten Kraft jetzt senkrecht zur Dehnung wirkt und als Normalkraft betrachtet werden kann? Die Größe dieser Normalkraft würde vom Winkel abhängen, wo die Fasern sind und sind?
Zu deinen Fragen würde ich ja sagen. Mein ursprünglicher POV war, dass der Titel Ihrer Frage im Allgemeinen falsch ist (nichts für ungut:). Wie wir beide wissen, ist es bisher unmöglich, eine diesbezügliche Gleichung zu finden. Aber ich denke aus den obigen Kommentaren zur Hysterese, dass Sie dies genauer untersuchen, als ich dachte (das bedeutet leider, dass Ihre Chancen, eine geeignete Gleichung zu finden, noch geringer sind, imo). Die meisten Fragen haben eine Vielzahl von Detail-/Wissensebenen in den Antworten, also betrachten Sie bitte meine Antwort auf der niedrigeren Ebene : ), und viel Glück mit einer besseren.
Zwei verwandte Links reddit.com/r/askscience/comments/1iw1x7/… und books.google.ie/books?id=hSjBPCvfKkYC&redir_esc=y , wenn sie für den Hintergrund hilfreich sind.
Warum wird ein Seil durch das Verdrillen/Flechten von Schnursträngen stärker?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v