Wat is spanningskracht?
Een begrip van kracht en hoe het een object of materiaal beïnvloedt, is belangrijk in de constructie van welke aard dan ook. De drie primaire soorten mechanische krachten trekken, duwen en afschuif. Spanning of trekkracht is een voorbeeld van een trekkracht en wordt meestal gemeten in ponden (lbs) of newton (n). Spanningskracht speelt een rol in veel fysica, werktuigbouwkunde en civiele techniektoepassingen.
Een effectieve manier om dit mechanisme te helpen begrijpen is het voorbeeld van een touw of kabel te gebruiken. Een touw kan niet worden gebruikt om een object over een plat oppervlak te duwen. Strings, touwen, kabels en ketens worden gebruikt in gevallen waarin een trekkracht vereist is. Een gewicht aan het uiteinde van het touw hangen, trekt aan het touw. De trekkracht die door het gewicht wordt gecreëerd, wordt de spanningskracht .
genoemd, zal in dit voorbeeld de spanningskracht aan tegenovergestelde uiteinden van het touw werken en strak worden. De kracht wordt uitgeoefend in de richting van het touw. Objecten aan beide uiteinden van het touw zullen een trekken ervarenkracht gelijk aan de spanningskracht. Evenzo worden mechanische componenten die worden gebruikt om bruggen te ondersteunen en te versterken, vaak blootgesteld aan spanningskracht. Deze omvatten objecten zoals kabels, draden, ondersteuningskolommen en balken.
spanningsbelasting zorgt ervoor dat een materiaal verlengt of rekt. Een zeer flexibel object, zoals een rubberen band, zal veel strekken wanneer een spanningskracht wordt uitgeoefend. Minder flexibele materialen, zoals plastic en staal, verlengt ook wanneer trekkracht wordt aangebracht, maar in veel kleinere hoeveelheden.
Force and Motion zijn gerelateerd door de eerste bewegingswet van Newton. Deze wet stelt dat een lichaam in rust of in uniforme beweging zal blijven, tenzij het gedwongen is om die staat te veranderen door een kracht die erop wordt toegepast. Een spanningskracht zal ervoor zorgen dat een object door de trekkracht gaat. De wet van Newton wordt geïllustreerd met behulp van een eenvoudig voorbeeld van de wagen van een kind in rust op een flat surface. De wagen blijft in rust totdat een externe kracht op het handvat wordt uitgeoefend, waardoor de wagen bewegen.
Wanneer een kracht wordt uitgeoefend, zal deze interne spanningen in het materiaal veroorzaken. Als de kracht hoog genoeg is, kan de interne stress overdreven worden en permanente verlenging of volledig falen veroorzaken. Inzicht in de stress die wordt gecreëerd door een toegepaste spanningskracht is erg belangrijk bij het selecteren van materialen voor werktuigbouwkunde en ontwerptoepassingen. De uitgeoefende kracht moet voldoende laag zijn om interne spanningen te voorkomen die permanente vervorming of falen kunnen veroorzaken.