Was ist Spannungskraft?
Ein Verständnis von Kraft und wie es ein Objekt oder ein Material beeinflusst, ist wichtig für die Konstruktion jeglicher Art. Die drei primären Arten von mechanischen Kräften ziehen, drücken und scheren. Die Spannung oder Zugkraft ist ein Beispiel für eine Ziehkraft und wird typischerweise in Pfund (LBS) oder Newtons (n) gemessen. Die Spannungskraft spielt eine Rolle in vielen Anwendungen für Physik-, Maschinenbau- und Bauingenieurwesen.
Ein wirksamer Weg, um diesen Mechanismus zu verstehen, besteht darin, das Beispiel eines Seils oder Kabels zu verwenden. Ein Seil kann nicht verwendet werden, um ein Objekt über eine flache Oberfläche zu drücken. Saiten, Seile, Kabel und Ketten werden in Fällen verwendet, in denen eine Zugkraft erforderlich ist. Ein Gewicht an das Seilende hängen am Seil. Die durch das Gewicht erzeugte Zugkraft wird als -Spannungskraft . Die Kraft wird in Richtung des Seils aufgetragen. Objekte an beiden Enden des Seils erleben ein ZiehenKraft gleich der Spannungskraft. In ähnlicher Weise werden mechanische Komponenten zur Unterstützung und Verstärkung von Brücken und Gebäuden üblicherweise der Spannungskraft ausgesetzt. Dazu gehören Objekte wie Kabel, Kabel, Support -Spalten und Strahlen.
Spannungsbelastung lässt ein Material verlängern oder dehnen. Ein sehr flexibles Objekt wie ein Gummiband erstreckt sich sehr, wenn eine Spannungskraft angewendet wird. Weniger flexible Materialien, wie Kunststoff und Stahl, längern ebenfalls beim Ausüben der Ziehkraft, aber in viel kleineren Mengen.
Kraft und Bewegung werden durch Newtons erstes Bewegungsgesetz zusammenhängen. Dieses Gesetz besagt, dass eine Körperschaft in Ruhe oder in einheitlicher Bewegung bleibt, es sei denn, es ist gezwungen, diesen Zustand durch eine auf sie angewendete Kraft zu ändern. Eine Spannungskraft führt dazu, dass sich ein Objekt durch Ziehaktionen bewegt. Newtons Gesetz wird anhand eines einfachen Beispiels für den Wagen eines Kindes in Ruhe auf einem flachen S veranschaulichtIhre Face. Der Wagen bleibt in Ruhe, bis eine externe Kraft auf den Griff angewendet wird, wodurch sich der Wagen bewegt.
Wenn eine Kraft angewendet wird, verursacht sie interne Spannungen im Material. Wenn die Kraft hoch genug ist, kann der innere Stress übermäßig werden und eine dauerhafte Dehnung verursachen oder ein vollständiges Versagen auftreten. Das Verständnis der durch eine angewendeten Spannungskraft erzeugten Spannung ist bei der Auswahl von Materialien für Maschinenbau- und Konstruktionsanwendungen sehr wichtig. Die angewendete Kraft muss ausreichend niedrig sein, um interne Spannungen zu vermeiden, die zu dauerhaften Verformungen oder Versagen führen können.