Co to jest siła napięcia?

Zrozumienie siły i sposób wpływu na obiekt lub materiał jest ważne w budownictwie dowolnego rodzaju.Trzy podstawowe typy sił mechanicznych ciągną się, pchają i ścinają.Napięcie lub siła na rozciąganie jest przykładem siły ciągnącej i jest zazwyczaj mierzona w funtach (LBS) lub Newtonach (N).Siła napięcia odgrywa rolę w wielu zastosowaniach fizyki, inżynierii mechanicznej i inżynierii lądowej.

Skutecznym sposobem pomocy w zrozumieniu tego mechanizmu jest użycie przykładu liny lub kabla.Liny nie może być użyta do przesuwania obiektu przez płaską powierzchnię.Sznurki, liny, kable i łańcuchy są używane w przypadkach, w których wymagana jest siła ciągnięcia.Wieszanie ciężaru na końcu liny przyciągnie linę.Siła ciągnięta wytworzona przez wagę nazywa się siłą napięcia .

W tym przykładzie siła napięcia będzie działać na przeciwnych końcach liny i pociągnie ją mocno.Siła jest stosowana w kierunku liny.Obiekty na obu końcach liny doświadczą siły ciągnącej równej sile napięcia.Podobnie elementy mechaniczne stosowane do wspierania i wzmacniania mostów i budynków są zwykle narażone na siłę napięcia.Należą do nich obiekty takie jak kable, przewody, kolumny nośne i wiązki.

Ładowanie napięcia spowoduje wydłużenie materiału lub rozciąganie materiału.Bardzo elastyczny obiekt, taki jak gumka, bardzo rozciągnie się po przyłożeniu siły napięcia.Mniej elastyczne materiały, takie jak plastik i stal, również wydłużają się po stosowaniu siły ciągnącej, ale w znacznie mniejszych ilościach.

Siła i ruch są powiązane z pierwszym prawem ruchu Newtona.Prawo to stwierdza, że ciało pozostanie w spoczynku lub w jednolitym ruchu, chyba że jest zmuszone do zmiany tego stanu przez zastosowaną do niego siłę.Siła napięcia spowoduje poruszanie się obiekt przez działanie ciągnięcia.Prawo Newtona jest zilustrowane przy użyciu prostego przykładu wagonu dziecięcego w spoczynku na płaskiej powierzchni.Wagon pozostanie w spoczynku, dopóki siła zewnętrzna zostanie przyłożona do uchwytu, powodując poruszanie się wagonu.

Po przyłożeniu siły spowoduje to naprężenia wewnętrzne w materiale.Jeśli siła jest wystarczająco wysoka, naprężenie wewnętrzne może stać się nadmierne i spowodować trwałe wydłużenie lub całkowitego braku wystąpienia.Zrozumienie naprężenia wywołanego przez zastosowaną siłę napięcia jest bardzo ważne przy wyborze materiałów do inżynierii mechanicznej i zastosowań projektowych.Przyłożona siła musi być wystarczająco niska, aby uniknąć naprężeń wewnętrznych, które mogą powodować trwałe odkształcenie lub brak wystąpienia.