Perché la fibra di carbonio è spesso usata come bastone per colpire oggetti negli articoli sportivi

La fibra di carbonio è leggera, ma resistente. Se il tuo Hitting Thingy è pesante, ti stancherai molto più rapidamente per averlo fatto oscillare. Se il tuo Hitting Thingy è debole, allora ti spezzerà dal colpire le cose con esso. La fibra di carbonio risolve entrambi questi problemi.

La fibra di carbonio ha anche alcune ottime proprietà di trasferimento di energia. Nel mondo del pattinaggio, la quantità di energia che il tuo piede può trasferire sul ghiaccio varia notevolmente a seconda dei materiali tra i tuoi piedi reali e il ghiaccio reale. Quindi usando i pattini in carbonio interi (relativamente nuovi per l'hockey e il pattinaggio di figura, ma in circolazione da oltre 20 anni nel pattinaggio di velocità) ha portato a livelli di efficienza molto più elevati. Posso approfondire di più su questo se qualcuno è interessato poiché questo è il mio campo di lavoro.

Un aspetto importante della fibra di carbonio (in realtà è un'abbreviazione colloquiale per qualcosa come “polimero rinforzato con fibra di carbonio”) che non ho ancora visto menzionato è il fatto che è un materiale composito.

I compositi possono combinare alcune delle proprietà dei suoi costituenti e possono essere sintonizzati più dei materiali omogenei. Le fibre di carbonio sono intrecciate insieme in fili / fogli e racchiuse in un polimero di qualche tipo (resina epossidica, ecc.). Le fibre possono fornire rigidità in direzioni specifiche mentre il polimero impedisce alle fibre di deformarsi. È possibile scegliere diversi intrecci di fibre e polimeri, combinati in diversi rapporti, modelli, direzioni, forme ecc. Ecc. Per creare materiali con una vasta gamma di proprietà. Parti dell'intero prodotto possono essere messe a punto in questo modo: testa di una racchetta contro il manico, foderi verticali vs foderi orizzontali su una bicicletta ecc. Tutto ciò contribuisce anche al risparmio di peso.

Per rispondere alla modifica che hai chiesto di nuovo più volte nelle risposte, la resistenza alla trazione è importante in quanto non vuoi che il tuo bastone si rompa. In particolare, non vuoi che si rompa quando flesso, e più forza significa che più forza può essere applicata prima della rottura.

Non lo è la resistenza alla trazione che cercano davvero con la fibra di carbonio, però, è la rigidità. La rigidità nella scienza dei materiali si riferisce alla resistenza di un materiale alla flessione. Se devo esercitare molta forza per piegarmi un po ', il mio materiale è rigido. Questo è molto importante per cose come mazze da golf e bastoni da hockey, perché se il mio bastone è davvero rigido, un po 'di flessibilità assorbe molta forza. Quando il flex viene rilasciato (cioè: quando la palla o il disco viene colpito), quella forza viene trasferita all'oggetto, facendolo volare più velocemente e più lontano.

Puoi vedere quanto sia importante la flessione in video come questo . La fibra di carbonio è tra i materiali più rigidi al mondo (oltre ad essere leggera e resistente).

Calcestruzzo è molto forte in compressione, ma vale solo il 10% della sua forza in tensione. Ecco perché è facile rompere un pezzo di cemento, perché quando lo pieghi, comprimi una faccia e allunghi l'altra.

Ecco perché mettiamo l'acciaio nel calcestruzzo. Ha una resistenza alla trazione molto elevata e impedisce al blocco di cemento di staccarsi, rendendolo super resistente. Ma l'acciaio e il cemento sono davvero pesanti. L'acciaio è forte, ma non così forte quando lo si scompone in spessori misurati in micro-millimetri.

La fibra di carbonio d'altra parte è FOLLE forte. Ma è anche molto sottile, quindi si comporta più come una corda o uno spago. Ottimo in tensione, ma non buono per andare avanti.

Quindi, circondi la fibra di carbonio in qualcosa di fluido e rigido come il cemento. Nelle attrezzature sportive, di solito è una specie di resina epossidica in plastica che può essere progettata con le specifiche esatte di durezza e flessibilità. La fibra di carbonio farà in modo che non si rompa o si incrini mai e si adatterà a qualsiasi forma tu la metta.