poikkipintaalat

Poikkipinta-ala (poikkipinta-alat) tarkoittaa kappaleen poikkileikkauksen alaa, eli alueen kokoa, joka saadaan leikkaamalla kappale tasolla, joka on kohtisuorassa sen pituusakselin suhteen. Yleensä poikkipinta-ala merkitään A ja se lasketaan planeetan tai kappaleen poikkileikkauspinnan leveyden ja korkeuden tulona tai sen kuvatun integroinnin tuloksena tapauksesta riippuen.

Laskenta ja esimerkit

Yksinkertaisissa muodoissa poikkipinta-ala on helposti laskettavissa: ympyrän poikkipinta-ala A = πr^2, suorakulmion A = b·h. Halkaisijaltaan ontot tai seinämältään paksummat putket ja symbolism- muotoiset profiilit voivat antaa A = π(R^2 − r^2) kaltaisia ilmaisuita. Monimutkaisissa, pitkittäin muuttuvissa kappaleissa poikkipinta-ala voi vaihdella pituuden suhteen ja se voidaan määrittää integraalilla A = ∫ dA = ∫ A(x) dx, missä A(x) on poikkipinta-ala kohdalta x.

Merkitys mekaniikassa

Poikkipinta-ala on keskeinen tekijä aksiaalissa kuormituksessa: jännitys σ = F/A, missä F on voima. Se vaikuttaa myös kappaleen jäykyyteen ja kestävyyteen suhteessa materiaalin moduliin sekä kokonaispainoon. Bending- ja torsio-ominaisuudet riippuvat sen lisäksi poikkileikkauksen muodosta ja sen momentin toisista suureista (keskimäärin I- ja J-arvot), mutta poikkipinta-ala antaa lähtöarvon kuorman kestävyyden arvioinnille.

Käyttöalankohdat

Sähkö-, rakennus- ja kone engineeringissä suunnittelussa määritellään tarvittava poikkipinta-ala sekä sen muoto, jotta saavutetaan haluttu kuormankantokyky, jäykkyys ja nopeus sekä huomioidaan valmistuksen rajoitteet. Poikkipinta-alan käsite esiintyy myös biologisessa kontekstissa, esimerkiksi luiden poikkipinta-alojen arvioinnissa luun suorituskyvyn ja terveyden tutkimuksessa.

---