Hvad er spændingsstyrke?

En forståelse af kraft og hvordan det påvirker et objekt eller et materiale er vigtigt i konstruktion af enhver art. De tre primære typer af mekaniske kræfter er træk, skubning og forskydning. Spænding eller trækraft er et eksempel på en trækkraft og måles typisk i pund (lbs) eller Newton (N). Spændingsstyrke spiller en rolle i mange applikationer inden for fysik, maskinteknik og anlæg.

En effektiv måde at hjælpe med at forstå denne mekanisme er at bruge eksemplet på et reb eller et kabel. Et reb kan ikke bruges til at skubbe en genstand hen over en plan overflade. Strenge, reb, kabler og kæder bruges i tilfælde, hvor en trækkraft kræves. Ved at hænge en vægt på enden af ​​rebet trækkes rebet. Trækkraften skabt af vægten kaldes spændingskraften .

I dette eksempel vil spændingskraft virke på modsatte ender af rebet og trække det tæt. Kraften påføres i rebets retning. Objekter i begge ender af rebet vil opleve en trækkraft, der er lig med spændingskraften. Tilsvarende er mekaniske komponenter, der bruges til at understøtte og forstærke broer og bygninger, ofte udsat for spændingskraft. Disse inkluderer genstande som kabler, ledninger, støttesøjler og bjælker.

Spændingsbelastning vil medføre, at et materiale forlænges eller strækkes. Et meget fleksibelt objekt, såsom et gummibånd, vil strække sig meget, når der påføres en spændingskraft. Mindre fleksible materialer, som plast og stål, er også langstrakte, når der trækkes kraft, men i meget mindre mængder.

Kraft og bevægelse er relateret gennem Newtons første bevægelseslov. I denne lov hedder det, at et organ vil forblive i hvile eller i ensartet bevægelse, medmindre det er tvunget til at ændre denne tilstand med en styrke, der anvendes til det. En spændingskraft får en genstand til at bevæge sig gennem trækkraft. Newtons lov er illustreret ved hjælp af et simpelt eksempel på et barnevogn i hvile på en plan overflade. Vognen forbliver i hvile, indtil en ekstern kraft påføres håndtaget, hvilket får vognen til at bevæge sig.

Når en kraft påføres, vil det forårsage indre spændinger i materialet. Hvis kraften er høj nok, kan den indre spænding blive for stor og forårsage permanent forlængelse eller fuldstændig fiasko. At forstå spændingen, der er skabt af en anvendt spændingskraft, er meget vigtig, når man vælger materialer til mekanisk konstruktion og design. Den påførte kraft skal være tilstrækkelig lav til at undgå indre spændinger, der kan forårsage permanent deformation eller svigt i at opstå.