軸力とは

軸方向の力は、オブジェクトの中心軸に直接作用する力です。 これらの力は通常、方向に応じて伸縮力または圧縮力です。 さらに、フォースの荷重がフォームの幾何学的中心を横切る場合は同心円状になり、不均等な場合は偏心します。 多くの作用力とは異なり、軸方向の力はしばしばそれ自体のカウンターです。 反対方向に均等に引っ張られたり押されたりしたオブジェクトは移動しません。 せん断力は、軸方向の力と同様の位置を占めますが、オブジェクトの中心軸に対して垂直に作用します。

軸力を調べる上で最も重要な部分の1つは、幾何学的中心の概念です。 これは、質量全体の完全な中心である固体オブジェクトの境界内のポイントです。 円柱などの単純なオブジェクトでは、側面を測定するだけでオブジェクトの正確な中央を簡単に見つけることができます。 自転車などの複雑なオブジェクトでは、プロセスははるかに複雑です。 このポイントを見つける非常に複雑な一連の数式がありますが、基本的には、オブジェクトの質量が反対方向で同じになるポイントです。

複雑なオブジェクトでは、このポイントはフォームのより大きなスペース内の実質的にどこにでもあります。 オブジェクトを見るとき、オブジェクトが占めるスペースは多くの場合、オブジェクト自体よりも大きくなります。 密度や突出したアームなどの要因により、幾何学的中心が表面上またはフォームの外側にさえ存在する可能性があります。

オブジェクトの中心軸は、一方の側からオブジェクトを通ってもう一方の側に延びています。 この線は、質量や密度ではなく、オブジェクトの形状に基づいています。 中心軸は幾何学的な中心を通る場合もあれば、そうでない場合もあります。

力が中心軸に直接作用している場合、それは軸方向の力です。 これらの力は、多くの場合、いずれかの端から軸を圧縮するか、2つの反対方向に軸を引き伸ばします。 その結果、オブジェクトは通常移動しません。 これらの力の典型的な例は、建物内の柱に見られます。 列には、フォーム全体を上から下に通る軸があります。 柱は構造物の屋根を支えるため、常に圧縮されています。

列の例では、軸方向の力はフォームの幾何学的中心を通ります。 これにより、力が同心になります。 同心円状の力は静止時に安定しています。 軸が幾何学的中心を通過しない場合、形状は安定せず、力は偏心します。 これは通常、フォームが静止中に軸方向の力に耐えることができないことを意味します。 構造は、それに作用する不均衡なエネルギーに対処できなくなります。