¿Qué es una fuerza axial?

Una fuerza axial es cualquier fuerza que actúa directamente sobre el eje central de un objeto. Estas fuerzas son típicamente fuerza de estiramiento o fuerza de compresión, dependiendo de la dirección. Además, cuando la carga de fuerza es uniforme a través del centro geométrico de la forma, es concéntrica, y cuando es desigual, es excéntrica. A diferencia de muchas fuerzas actuantes, una fuerza axial es a menudo su propio contador; un objeto tirado o empujado de manera uniforme en direcciones opuestas no se mueve. La fuerza pura ocupa una posición similar a la fuerza axial, pero opera perpendicular al eje central del objeto.

Una de las partes más importantes de examinar las fuerzas axiales es la idea de un centro geométrico. Este es un punto dentro de los límites de un objeto sólido que es el centro perfecto de toda la masa. En un objeto simple, como un cilindro, es fácil encontrar el centro exacto del objeto simplemente midiendo los lados. En un objeto complejo, como una bicicleta, el proceso es mucho más complicado. Si bien hay una serie muy compleja de ecuaciones matemáticas que encontrarán este punto, es básicamente el punto en el que la masa del objeto es la misma en cualquier dirección opuesta.

En un objeto complejo, este punto puede estar prácticamente en cualquier lugar dentro del espacio mayor del formulario. Al mirar un objeto, el espacio que ocupa el objeto es a menudo más grande que el objeto mismo. Factores como la densidad y los brazos sobresalientes pueden hacer que el centro geométrico exista en la superficie o incluso fuera de la forma.

El eje central del objeto corre de un lado a través del objeto al otro. Esta línea se basa en la forma del objeto, no en su masa o densidad. El eje central podría atravesar el centro geométrico o no.

Cuando una fuerza actúa directamente sobre el eje central, es una fuerza axial. Estas fuerzas a menudo comprimirán el eje desde cualquier extremo o estirarán el eje en dos direcciones opuestas; Como resultado, el objeto generalmente no se mueve. Un excelente ejemplo de estas fuerzas se puede ver en las columnas dentro de los edificios. La columna tiene un eje que recorre todo el formulario de arriba a abajo. La columna se comprime constantemente ya que soporta el techo de la estructura.

En el ejemplo de la columna, la fuerza axial atraviesa el centro geométrico de la forma; Esto hace que la fuerza sea concéntrica. Una fuerza concéntrica es estable en reposo. Cuando el eje no pasa a través del centro geométrico, la forma no es estable y la fuerza es excéntrica. Esto normalmente significa que la forma no puede soportar las fuerzas axiales mientras está en reposo; la estructura no podrá hacer frente a las energías desproporcionadas que actúan sobre ella.