Questa volta abbiamo cercato una curiosità scientifica :
Io posso'dire se l'espansione del materiale farà sì che il materiale si espanda verso l'interno riducendo così il diametro interno o si espanderà verso l'esterno aumentandolo in tal modo.
Ed ecco le risposte degli esperti:
Aumentano di dimensioni. Questo è usato spesso per il montaggio con interferenza di cuscinetti e altri anelli.
Il cuscinetto viene riscaldato, espandendolo, quindi può essere posizionato su un albero più grande del diametro interno del cuscinetto. Quando si raffredda, verrà accoppiato alla superficie quando si restringe.
Considera un cerchio molto sottile (come un capello) fatto di filo, ma circa dello stesso diametro della tua ciambella. Ora scaldalo. Che cosa fa? Naturalmente si espande. Se fosse dritto, si espanderebbe; se lo trasformi in un anello, si espande ancora.
Ora, dalla superficie esterna dell'anello di metallo, isolare (tagliare) un cerchio così sottile. Scaldalo. Si espande, vero?
Taglia un cerchio dall'anello a qualsiasi profondità ti piace, fa lo stesso. Anche se lo tagli dal bordo interno dell'anello, si espande comunque.
Il tuo anello a ciambella è fondamentalmente come tanti cerchi sottili come questo, saldati insieme. Tutti si espandono quando vengono riscaldati. Si espandono insieme.
Sei preoccupato che tutti questi cerchi in qualche modo diventino “più spessi” mentre si riscaldano e spingono i cerchi interni verso l'interno. E questa è una preoccupazione valida. Ma la stanza creata dall'espansione lungo la circonferenza (che poi aumenta il diametro) compensa ciò.
Un altro modo di vederlo: considera un disco solido. Si espande, giusto?
Ora ritaglia il centro e trasformalo in una ciambella. Perché la ciambella dovrebbe comportarsi in modo diverso? Anche il centrotavola (che hai appena tagliato) si espande. Che faccia ancora parte del disco originale o che sia tagliato, il bordo del centrotavola e il bordo interno della ciambella fanno lo stesso: si espandono.
Pensa a qualsiasi solido come un mucchio di palline collegate da bastoncini:
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Quando lo riscaldi, i bastoncini si allungano. Ciò accade lungo il bordo esterno della ciambella, ma anche lungo il bordo interno. Tutti i cerchi possibili si espandono insieme.
Un solido “solido” o un solido pieno di buchi: si espandono tutti lo stesso.
Questo è un classico esempio di fisica controintuitiva. Immagina questo: se hai un foglio di acciaio e ci scrivi un cerchio, poi riscaldi l'intero foglio, il cerchio cresce o si restringe?
Ora ritaglia quel cerchio e riscalda il disco che hai tagliato. Cresce o si restringe?
La risposta ad entrambi ovviamente è che crescono. Quindi, necessariamente, anche il buco nel foglio da cui proviene il disco deve crescere allo stesso ritmo. Altrimenti avresti delle strane sollecitazioni interne non uniformi quando riscaldi l'intero foglio.
Modifica: questo è in contrasto con un pezzo di pasta cotto come un bagel o una ciambella, che si espande verso l'esterno dal suo centro locale in tutte le direzioni, chiudendo il foro. Non ho una buona spiegazione fisica per questa differenza.