Удельный вес

Вес единицы объема материала

Удельный вес , также известный как удельный вес (символ γ , греческая буква гамма ), представляет собой объемную величину, определяемую как вес W, деленный на объем V материала: Эквивалентно, его также можно сформулировать как произведение плотности , ρ , и ускорения свободного падения , g : Его единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ньютон на кубический метр (Н/м ³ ), с базовыми единицами кг ⋅ м ^-2  ⋅ с ^-2 . Обычно используемым значением является удельный вес воды на Земле при 4 ° C (39 ° F), который составляет 9,807 килоньютонов на кубический метр или 62,43 фунт-силы на кубический фут . ^[1] $${\displaystyle \gamma =W/V}$$ $${\displaystyle \gamma =\rho \,g}$$

Обсуждение

Плотность материала определяется как масса , деленная на объем, обычно выражается в единицах кг/м ³ . В отличие от плотности, удельный вес не является фиксированным свойством материала, так как он зависит от значения ускорения свободного падения , которое меняется в зависимости от местоположения (например, гравитации Земли ). Для простоты часто предполагается стандартная гравитация (константа), обычно принимаемая как9,81 м/с ² .

Давление также может влиять на значения в зависимости от модуля объемной упругости материала, но, как правило, при умеренных давлениях оказывает менее значительное влияние, чем другие факторы. ^[2]

Приложения

Механика жидкости

В механике жидкости удельный вес представляет собой силу, действующую под действием силы тяжести на единицу объема жидкости. По этой причине единицы выражаются как сила на единицу объема (например, Н/м ³ или фунт-сила/фут ³ ). Удельный вес может использоваться как характерное свойство жидкости. ^[2]

Механика грунта

Удельный вес часто используется как свойство почвы для решения задач земляных работ .

В механике грунтов удельный вес может означать:

Влажный удельный вес

Удельный вес почвы, когда пустоты почвы содержат как воду, так и воздух. где $${\displaystyle \gamma ={\frac {(1+w)G_{s}\gamma _{w}}{1+e}}}$$

• γ — удельный вес влажного материала
• γ _w — удельный вес воды
• w — влажность материала
• G _s — удельный вес твердого тела
• e — коэффициент пустотности

Сухой удельный вес

Удельный вес почвы, когда все пустоты почвы полностью заполнены воздухом, без воды. Формула для сухого удельного веса: где $${\displaystyle \gamma _{d}={\frac {G_{s}\gamma _{w}}{1+e}}={\frac {\gamma }{1+w}}}$$

• γ — удельный вес влажного материала
• γ _d – удельный вес сухого материала
• γ _w — удельный вес воды
• w — влажность материала
• G _s — удельный вес твердого тела
• e — коэффициент пустотности

Удельный вес насыщенного вещества

Удельный вес почвы, когда все пустоты почвы полностью заполнены водой, без воздуха. Формула для насыщенного удельного веса: где $${\displaystyle \gamma _{s}={\frac {(G_{s}+e)\gamma _{w}}{1+e}}}$$

• γ _s – удельный вес насыщенного материала
• γ _w — удельный вес воды
• G _s — удельный вес твердого тела
• e – коэффициент пустотности ^[3]

Вес погружного блока

Разница между насыщенным удельным весом и удельным весом воды. ^[4] Часто используется при расчете эффективного напряжения в почве. Формула для погруженного удельного веса: где $${\displaystyle \gamma '=\gamma _{s}-\gamma _{w}}$$

• γ ′ — удельный вес погруженного материала
• γ _s – удельный вес насыщенного материала
• γ _w — удельный вес воды

Гражданское и машиностроение

Удельный вес может использоваться в гражданском строительстве и машиностроении для определения веса конструкции, рассчитанной на то, чтобы выдерживать определенные нагрузки, оставаясь при этом неповрежденной и не допуская деформации в установленных пределах .

Удельный вес воды

Удельный вес воздуха

Ссылки

1. Национальный совет экзаменаторов по инженерному делу и геодезии (2005). Основы инженерного дела - Справочник-справочник (7-е изд.). ISBN  1-932613-00-5 .
2. Финнемор, Дж. Э. (2002). Механика жидкости и ее применение в инженерии . Нью-Йорк: McGraw-Hill. ISBN 0-07-243202-0 . 
3. Дас, Браджа М. (2007). Принципы геотехнической инженерии . Канада: Крис Карсон. ISBN 0-495-07316-4 . 
4. Transtec Group, Inc. (2012). Основные определения и терминология почв . [1] (Страница просмотрена 7 декабря 2012 г.)

Внешние ссылки

• Калькулятор веса под водой
• Калькулятор удельного веса
• http://www.engineeringtoolbox.com/density-специфический-вес-гравитация-d_290.html
• http://www.themeter.net/pesi-spec_e.htm