Che cos'è la forza di tensione?

Comprendere la forza e come influenza un oggetto o un materiale è importante nella costruzione di qualsiasi tipo. I tre principali tipi di forze meccaniche sono trazione, spinta e taglio. La tensione, o forza di trazione, è un esempio di forza di trazione ed è tipicamente misurata in libbre (libbre) o Newton (N). La forza di tensione svolge un ruolo in molte applicazioni di fisica, ingegneria meccanica e ingegneria civile.

Un modo efficace per aiutare a comprendere questo meccanismo è usare l'esempio di una corda o di un cavo. Non è possibile utilizzare una corda per spingere un oggetto su una superficie piana. Corde, corde, cavi e catene vengono utilizzati nei casi in cui è richiesta una forza di trazione. Appendere un peso all'estremità della fune tirerà la fune. La forza di trazione creata dal peso è chiamata forza di tensione .

In questo esempio, la forza di tensione agirà alle estremità opposte della fune e la tirerà forte. La forza viene applicata nella direzione della fune. Gli oggetti su entrambe le estremità della fune subiranno una forza di trazione pari alla forza di tensione. Allo stesso modo, i componenti meccanici utilizzati per supportare e rinforzare ponti ed edifici sono comunemente esposti alla forza di tensione. Questi includono oggetti come cavi, fili, colonne di sostegno e travi.

Il carico di tensione farà allungare o allungare un materiale. Un oggetto molto flessibile, come un elastico, si allungherà molto quando viene applicata una forza di tensione. Anche i materiali meno flessibili, come la plastica e l'acciaio, si allungano quando viene applicata la forza di trazione, ma in quantità molto inferiori.

Forza e movimento sono collegati attraverso la prima legge del moto di Newton. Questa legge afferma che un corpo rimarrà a riposo, o in moto uniforme, a meno che non sia costretto a cambiare quello stato da una forza applicata ad esso. Una forza di tensione farà muovere un oggetto attraverso l'azione di trazione. La legge di Newton è illustrata usando un semplice esempio del carro di un bambino a riposo su una superficie piana. Il carro rimarrà a riposo fino a quando non viene applicata una forza esterna all'impugnatura, facendo muovere il carro.

Quando viene applicata una forza, causerà sollecitazioni interne nel materiale. Se la forza è abbastanza elevata, lo stress interno può diventare eccessivo e causare un allungamento permanente o il completo fallimento. Comprendere lo stress creato da una forza di tensione applicata è molto importante quando si selezionano materiali per ingegneria meccanica e applicazioni di progettazione. La forza applicata deve essere sufficientemente bassa da evitare sollecitazioni interne che possono causare deformazioni permanenti o guasti.