Qu'est-ce qu'une force axiale?
Une force axiale est une force qui agit directement sur l'axe central d'un objet. Ces forces sont généralement des forces d’étirement ou de compression, selon la direction. De plus, lorsque la charge est uniforme sur le centre géométrique de la forme, elle est concentrique et lorsqu'elle est inégale, elle est excentrique. Contrairement à de nombreuses forces en jeu, une force axiale est souvent son propre compteur; un objet tiré ou poussé uniformément dans des directions opposées ne bouge pas. La force simple occupe une position similaire à la force axiale, mais opère perpendiculairement à l'axe central de l'objet.
L'une des parties les plus importantes de l'examen des forces axiales est l'idée d'un centre géométrique. C’est un point situé dans les limites d’un objet solide qui est le centre parfait de toute la masse. Dans un objet simple, tel qu'un cylindre, il est facile de trouver le milieu exact de l'objet en mesurant simplement les côtés. Dans un objet complexe, tel qu'un vélo, le processus est beaucoup plus compliqué. Bien qu'il existe une série très complexe d'équations mathématiques qui trouveront ce point, il s'agit essentiellement du point où la masse de l'objet est la même dans toutes les directions opposées.
Dans un objet complexe, ce point peut être pratiquement n'importe où dans le plus grand espace de la forme. Lorsque vous regardez un objet, l'espace occupé par celui-ci est souvent plus grand que l'objet lui-même. Des facteurs tels que la densité et les bras saillants pourraient faire en sorte que le centre géométrique existe en surface ou même en dehors de la forme.
L'axe central de l'objet va d'un côté à travers l'objet. Cette ligne est basée sur la forme de l'objet, pas sur sa masse ou sa densité. L'axe central peut traverser le centre géométrique ou non.
Lorsqu'une force agit directement sur l'axe central, il s'agit d'une force axiale. Ces forces vont souvent comprimer l’axe de chaque extrémité ou l’étirer dans deux directions opposées; par conséquent, l'objet ne bouge généralement pas. Un excellent exemple de ces forces peut être vu sur des colonnes à l'intérieur de bâtiments. La colonne a un axe qui traverse tout le formulaire de haut en bas. La colonne est constamment comprimée car elle supporte le toit de la structure.
Dans l'exemple de la colonne, la force axiale traverse le centre géométrique de la forme; cela rend la force concentrique. Une force concentrique est stable au repos. Lorsque l'axe ne passe pas par le centre géométrique, la forme n'est pas stable et la force est excentrique. Cela signifie généralement que la forme est incapable de résister aux forces axiales au repos; la structure sera incapable de faire face aux énergies disproportionnées qui agissent sur elle.