Wat is spankracht?

Een goed begrip van kracht en hoe dit een object of materiaal beïnvloedt, is belangrijk bij de constructie van welke aard dan ook. De drie primaire soorten mechanische krachten zijn trekken, duwen en afschuiven. Spanning of trekkracht is een voorbeeld van een trekkracht en wordt meestal gemeten in ponden (lbs) of Newton (N). Spankracht speelt een rol in vele fysica-, werktuigbouw- en civieltechnische toepassingen.

Een effectieve manier om dit mechanisme te begrijpen, is door het voorbeeld van een touw of kabel te gebruiken. Een touw kan niet worden gebruikt om een ​​object over een plat oppervlak te duwen. Koorden, touwen, kabels en kettingen worden gebruikt in gevallen waarin een trekkracht vereist is. Door een gewicht aan het uiteinde van het touw te hangen, wordt aan het touw getrokken. De door het gewicht gecreëerde trekkracht wordt de spankracht genoemd .

In dit voorbeeld zal de spankracht op tegenovergestelde uiteinden van het touw werken en het strak trekken. De kracht wordt uitgeoefend in de richting van het touw. Voorwerpen aan beide uiteinden van het touw zullen een trekkracht ervaren die gelijk is aan de spankracht. Evenzo worden mechanische componenten die worden gebruikt voor het ondersteunen en versterken van bruggen en gebouwen gewoonlijk blootgesteld aan spankracht. Deze omvatten objecten zoals kabels, draden, steunkolommen en balken.

Spanningsbelasting zorgt ervoor dat een materiaal langwerpig wordt of uitrekt. Een zeer flexibel object, zoals een rubberen band, zal veel rekken wanneer een spankracht wordt uitgeoefend. Minder flexibele materialen, zoals plastic en staal, zijn ook langer wanneer trekkracht wordt uitgeoefend, maar in veel kleinere hoeveelheden.

Kracht en beweging zijn gerelateerd door Newton's First Law of Motion. Deze wet bepaalt dat een lichaam in rust zal blijven, of in uniforme beweging, tenzij het wordt gedwongen om die staat te veranderen door een kracht erop. Een spankracht zorgt ervoor dat een object door een trekbeweging beweegt. De wet van Newton wordt geïllustreerd aan de hand van een eenvoudig voorbeeld van een kinderwagen in rust op een vlak oppervlak. De wagen blijft in rust totdat een externe kracht op de hendel wordt uitgeoefend, waardoor de wagen beweegt.

Wanneer een kracht wordt uitgeoefend, veroorzaakt dit interne spanningen in het materiaal. Als de kracht hoog genoeg is, kan de interne spanning overmatig worden en permanente rek of volledig falen veroorzaken. Inzicht in de spanning die wordt veroorzaakt door een uitgeoefende spankracht is erg belangrijk bij het selecteren van materialen voor werktuigbouwkundige en ontwerptoepassingen. De uitgeoefende kracht moet voldoende laag zijn om interne spanningen te voorkomen die permanente vervorming of falen kunnen veroorzaken.