O que é um eixo neutro?
Um eixo neutro é uma linha que atravessa um objeto que mostra o centro de forças em ação no referido objeto. Em qualquer ponto de interseção através do eixo, as pressões de contato e expansão em vigor no objeto são iguais. Em um objeto simétrico, como uma viga estrutural, o eixo neutro passa pelo centro exato do objeto. Em um objeto assimétrico ou com suporte desproporcional, encontrar o eixo neutro é um processo matemático muito complexo. O uso prático mais comum para esta função é a criação de arcos dentro de paredes e edifícios.
Um eixo é uma linha que passa por um objeto. Essas linhas descrevem um local de importância para o objeto, geralmente relacionado à rotação, estresse ou aparência. Por exemplo, o eixo do planeta Terra descreve a linha em torno da qual o planeta gira. Um objeto como um castiçal geralmente terá um eixo de simetria; o objeto é o mesmo, nos dois lados da linha do eixo, quando visto de qualquer ângulo.
Todo objeto também possui um eixo neutro, mas esse é um tipo de linha mais complicado. Um número de forças afeta um objeto em qualquer situação. Algumas dessas forças fazem com que o objeto se estique e outras causam contração. Em algum lugar dentro da área do objeto há uma linha que mostra o centro exato das forças, basicamente a borda entre os dois efeitos.
Em um feixe retangular suportado nas duas extremidades, a gravidade está puxando o objeto para baixo. A gravidade tornará o feixe em forma de 'U', essencialmente causando a curvatura do meio do feixe. Nesse caso, a parte inferior da viga está esticando e a parte superior da viga está comprimindo. O eixo neutro viaja diretamente através do centro do objeto, mostrando a linha onde as forças se encontram e se cancelam.
Em objetos simples, o eixo neutro é geralmente fácil de encontrar. Em objetos complexos, é muito mais difícil. Ao contrário da maioria dos outros tipos de eixo, este pode realmente existir fora do objeto. Em um objeto que tem uma forma não simétrica ou que possui pontos de apoio desiguais, o eixo em que as forças são iguais pode estar em uma área entre dois pontos que está fora da estrutura do objeto. Isso significa que as forças colocadas no objeto são desiguais e não podem ser totalmente equilibradas.
Um dos primeiros usos para o eixo neutro foi no arco arquitetônico. Como o eixo percorre o arco, é possível encontrar um ponto no qual a estrutura possa suportar o peso acima dele. Enquanto o eixo permanecer dentro da estrutura maior do arco, ele poderá segurar uma porta sem desmoronar. A curva do arco fornece à estrutura uma área muito maior para o eixo permanecer dentro quando comparado a uma porta de topo reta.