Kaj je enačba žarka?

Enačba nosilca je katera koli matematična enačba, ki se uporablja za opis obnašanja nosilcev, ko so pod napetostjo. Enačbe izhajajo iz teorije žarkov, ki je bila prvič razvita v 1700-ih. Znanstveniki in inženirji uporabljajo enačbe žarka za napovedovanje, koliko se bo žarek premaknil, ko se na njegov del uporabi sila. V enačbah žarka je pogosto veliko spremenljivk in za njihovo reševanje je potrebno znanje računa.

Čeprav sta ugledna znanstvenika iz renesančne dobe, Leonardo da Vinci in Galileo Galilei, poskušala matematično opisati lastnosti žarkov z enačbo žarka, so znanstveniki prvič razvili teorijo žarka šele sredi 18. stoletja. Ko so bile enačbe oblikovane, je bilo potrebnih še sto let, da so inženirji dovolj zaupali matematiki teorije žarkov, da so jih lahko uveljavili v praksi. Teorija žarka se včasih imenuje Euler-Bernoullijeva teorija žarka, po znanstvenikih iz 18. stoletja, Leonhardu Eulerju in Danielu Bernoulliju. Ferrisovo kolo in Eifflov stolp, ki sta bila ustvarjena v 19. stoletju, sta bili prvi veliki strukturi, ki sta uporabili enačbo žarka.

Sodobni znanstveniki in inženirji uporabljajo teorijo žarkov za napovedovanje obnašanja žarkov v številnih različnih situacijah. Za napovedovanje, kako daleč se bo žarek premaknil ali upognil, ko je del žarka izpostavljen določeni sili, se lahko uporabi enačba žarka. Te enačbe so še posebej uporabne za določanje, koliko teže lahko nosi nosilec, ne da bi se upogibal tako daleč, da je ogrožena celovitost strukture. Obstajajo tudi enačbe žarka, ki opisujejo napetost na nosilcu, tako zaradi sile drugega predmeta, ki deluje nanj, kot zaradi kakršnega koli premika v samem žarku. Te enačbe se uporabljajo za ugotavljanje, ali bi žarek lahko bil v nevarnosti, da se zlomi.

Pri delu z enačbo žarka obstaja veliko različnih spremenljivk. Nosilci, ki so pritrjeni na enem koncu, se obnašajo drugače kot nosilci, pritrjeni na obeh koncih. Učinek stresa ali teže se razlikuje glede na to, kje deluje na žarek. Tudi veliki in majhni nosilci se lahko na različne načine odzovejo na stres. Glede na vse te spremenljivke in da so mnoge od njih izražene kot koordinate, je za reševanje enačbe žarka potrebna prefinjena raven matematičnega znanja. Enačbe v teoriji žarkov temeljijo na načelih računanja.