Velocità dell'onda di taglio

Un calcolatore della velocità dell'onda di taglio trasforma il modulo di taglio e la densità di massa di un materiale nella celerità di un'onda S. Inserisca il modulo di taglio G in pascal e la densità ρ in chilogrammi al metro cubo; lo strumento restituisce vs, pari alla radice quadrata di G fratto ρ, in metri al secondo, il rapporto intermedio G fratto ρ, un breve riepilogo fisico e la sostituzione passo passo, così che note geotecniche, esercizi di sismologia e test unitari restino verificabili. Il modello è un solido lineare-elastico, omogeneo e isotropo: le onde di taglio di piccola ampiezza viaggiano a un'unica velocità, indipendente dalla frequenza, con moto delle particelle perpendicolare alla direzione di propagazione. Un modulo di taglio negativo viene parimenti respinto perché la radice quadrata lascerebbe i numeri reali. Un modulo nullo a densità positiva è ammesso e produce vs uguale a zero, il limite di fluido ideale che non trasporta un'onda S.

Cosa significa la velocità dell'onda di taglio in un solido elastico

In un solido lineare-elastico, omogeneo e isotropo, un'onda di taglio — detta anche onda S o onda secondaria — è un'onda di volume il cui moto delle particelle è perpendicolare alla direzione di avanzamento. La celerità di fase è fissata dal rapporto tra la rigidezza a taglio e l'inerzia: vs è uguale alla radice quadrata del modulo di taglio G diviso per la densità di massa ρ. Con G in pascal (newton al metro quadrato) e ρ in chilogrammi al metro cubo, vs risulta in metri al secondo.

Fisicamente, un modulo di taglio più rigido riporta più in fretta un elemento tagliato, quindi il disturbo corre avanti; un materiale più denso ha più inerzia per unità di volume e la stessa tensione di richiamo lo accelera di meno, quindi l'onda rallenta. I fluidi hanno modulo di taglio nullo, perciò non sostengono un'onda S in questo modello, e il calcolatore restituisce velocità zero quando G è zero a densità positiva.

La formula è il limite isotropo dell'equazione di Christoffel per una polarizzazione puramente trasversale; non include attenuazione, anisotropia, accoppiamento con il fluido dei pori né correzioni di deformazione finita. La classificazione geotecnica dei siti, la microzonazione sismica e le prove di colonna risonante citano vs perché è il numero che converte un G misurato e un ρ noto in velocità di propagazione, o, all'inverso, un tempo di volo misurato in una rigidezza.

Docenti e revisori tengono al rifiuto della densità nulla quanto al percorso aritmetico, perché uno studente che pone ρ a zero è uscito dal modello di solido continuo. Il percorso di verifica ricalcola il rapporto e la radice quadrata con lo stesso arrotondamento fisso dei campi pubblicati, perciò una risposta riuscita porta sempre con sé passaggi che può controllare in test o schede di esercizi.

Consigli pratici, unità e ricerche correlate

Mantenga il modulo di taglio e la densità entro l'intervallo assoluto pubblicato, così che quoziente e radice quadrata non sfocino in risultati non finiti che il solutore deve respingere. Usi unità SI coerenti: pascal e chilogrammi al metro cubo danno metri al secondo; se il problema è in gigapascal o in grammi al centimetro cubo, converta prima (un gigapascal vale un miliardo di pascal; un grammo al centimetro cubo vale mille chilogrammi al metro cubo).

La roccia crostale tipica si colloca intorno ad alcuni chilometri al secondo; l'acciaio strutturale è dello stesso ordine; i terreni non consolidati sono assai più lenti. Questa pagina si rivolge a chi cerca un calcolatore della velocità dell'onda di taglio, la celerità dell'onda S da modulo e densità, o vs uguale radice quadrata di G fratto rho online; non è uno strumento di velocità d'onda su corda tesa, né un calcolatore di tensione di taglio, né un solutore anisotropo completo.

Preferisca questa capacità quando dispone già di G e ρ nelle ipotesi lineare-elastiche isotrope; se la fonte è un problema a parole, estragga quei due numeri e converta prima le unità.