Vurder å beregne vekten av en stålbjelke før du overbelaster en konstruksjon. Stål-I-bjelker er for store og tunge for en konvensjonell skala, men vekten kan bestemmes matematisk med noen få målinger. Vekten av en stålbjelke avhenger av volumet og vekttettheten til stål. Volum avhenger av strålens dimensjoner og bestemmer hvor mye plass den opptar. Vekttetthet måler antall pund en kubikkfot av et stoff veier. For standard konstruksjonsstål er vekttettheten ca 490 pund per kubikkfot.
Måling av en I-bjelke
En stålbjelkeform består av tre faste, rektangulære deler sveiset sammen. Hver av disse måles for å bestemme I-strålens volum.
Først måler du lengden på stål-I-bjelken i tommer. For eksempel kan lengden være 130 tommer.
For det andre måler du tykkelsen og bredden på topp- og bunnpartiene av I-bjelken i tommer. Gjør målingen fra siden av bjelken som ser ut som et "jeg". Disse tykkelser og bredder er vanligvis de samme. Anta for eksempel at de øvre og nedre delene av I-bjelken begge kan ha en tykkelse på 2 tommer og en bredde på 10 tommer.
For det tredje måler du høyden og tykkelsen på den sentrale delen av I-bjelken i tommer. Gjør målingen fra siden av bjelken som ser ut som et "jeg". For eksempel kan tykkelsen være 3 tommer, mens høyden kan være 15 tommer.
Beregning av volum og vekt
Multipliser først tykkelsen ganger høyden ganger lengden for den sentrale delen av I-bjelken for å få volumet i kubikkcentimeter. Å utføre dette trinnet, for eksempel brukt ovenfor, fører til 3 tommer ganger 15 tommer ganger 130 tommer, eller 5850 kubikkcentimeter.
For det andre multipliserer du tykkelsen ganger bredden ganger lengden for topp- og bunndelene av I-bjelken hver for seg for å oppnå volumet av hver i kubikkcentimeter. I eksemplet gir dette trinn 2 tommer ganger 10 tommer ganger 130 tommer, eller et volum på 2600 kubikkcentimeter for hver del.
For det tredje, legg til volumet til de tre delene av I-strålen for å oppnå det totale volumet i kubikkcentimeter. Når du fortsetter øvelsen, har du 5850 kubikkcentimeter pluss 2600 kubikkcentimeter pluss 2600 kubikkcentimeter eller 11.050 kubikkcentimeter.
For det fjerde, konverter volumet til kubikkfot ved å dele med 1728, siden en kubikkfot tilsvarer 1728 kubikkmeter. For eksempel fører denne beregningen til 11.050 kubikkcentimeter delt på 1728 kubikkcentimeter per kubikkfot, eller et volum på 6,4 kubikkfot.
Til slutt multipliserer du vekttettheten til stål, i pund per kubikkfot, med volumet for å få vekten av I-bjelken i pund. Å fullføre øvelsen fører til 490 pund per kubikkfot ganger 6,4 kubikkfot, eller en vekt på 3,136 pund.