Che cos'è una forza assiale?
Una forza assiale è qualsiasi forza che agisce direttamente sull'asse centrale di un oggetto. Queste forze in genere stanno allungando la forza o la forza di compressione, a seconda della direzione. Inoltre, quando il carico di forza si trova anche attraverso il centro geometrico della forma, è concentrico e quando è irregolare, è eccentrico. A differenza di molte forze che agiscono, una forza assiale è spesso il suo contatore; un oggetto tirato o spinto uniformemente in direzioni opposte non si muove. La forza pura occupa una posizione simile alla forza assiale, ma opera perpendicolarmente all'asse centrale dell'oggetto.
Una delle parti più importanti dell'esame delle forze assiali è l'idea di un centro geometrico. Questo è un punto all'interno dei confini di un oggetto solido che è il centro perfetto di tutta la massa. In un oggetto semplice, come un cilindro, è facile trovare il centro esatto dell'oggetto semplicemente misurando i lati. In un oggetto complesso, come una bicicletta, il processo è molto più complicato. Mentre esiste una serie molto complessa di equazioni matematiche che troveranno questo punto, è fondamentalmente il punto in cui la massa dell'oggetto è la stessa in qualsiasi direzione opposta.
In un oggetto complesso, questo punto può essere praticamente ovunque all'interno dello spazio maggiore della forma. Quando si guarda un oggetto, lo spazio occupato dall'oggetto è spesso più grande dell'oggetto stesso. Fattori come la densità e le braccia sporgenti potrebbero causare l'esistenza del centro geometrico sulla superficie o addirittura al di fuori della forma.
L'asse centrale dell'oggetto scorre da un lato all'altro attraverso l'oggetto. Questa linea si basa sulla forma dell'oggetto, non sulla sua massa o densità. L'asse centrale potrebbe attraversare il centro geometrico, oppure no.
Quando una forza agisce direttamente sull'asse centrale, è una forza assiale. Queste forze spesso comprimono l'asse da una delle estremità o allungano l'asse in due direzioni opposte; di conseguenza, l'oggetto in genere non si sposta. Un primo esempio di queste forze può essere visto su colonne all'interno di edifici. La colonna ha un asse che attraversa l'intero modulo dall'alto verso il basso. La colonna è costantemente compressa in quanto supporta il tetto della struttura.
Nell'esempio di colonna, la forza assiale attraversa il centro geometrico della forma; questo rende la forza concentrica. Una forza concentrica è stabile a riposo. Quando l'asse non passa attraverso il centro geometrico, la forma non è stabile e la forza è eccentrica. Ciò significa in genere che la forma non è in grado di resistere alle forze assiali a riposo; la struttura non sarà in grado di far fronte alle energie sproporzionate che agiscono su di essa.