O que é uma força axial?

Uma força axial é qualquer força que atua diretamente no eixo central de um objeto. Essas forças são tipicamente força de alongamento ou força de compressão, dependendo da direção. Além disso, quando a carga de força está nivelada no centro geométrico da forma, é concêntrica e, quando desigual, é excêntrica. Ao contrário de muitas forças atuantes, uma força axial costuma ser seu próprio contador; um objeto puxado ou empurrado uniformemente em direções opostas não se move. A força pura ocupa uma posição semelhante à força axial, mas opera perpendicularmente ao eixo central do objeto.

Uma das partes mais importantes do exame das forças axiais é a idéia de um centro geométrico. Este é um ponto dentro dos limites de um objeto sólido que é o centro perfeito de toda a massa. Em um objeto simples, como um cilindro, é fácil encontrar o meio exato do objeto simplesmente medindo os lados. Em um objeto complexo, como uma bicicleta, o processo é muito mais complicado. Embora exista uma série muito complexa de equações matemáticas que encontrará esse ponto, é basicamente o ponto em que a massa do objeto é a mesma em qualquer direção oposta.

Em um objeto complexo, esse ponto pode estar praticamente em qualquer lugar dentro do espaço maior do formulário. Ao olhar para um objeto, o espaço que o objeto ocupa geralmente é maior que o próprio objeto. Fatores como densidade e braços salientes podem fazer com que o centro geométrico exista na superfície ou mesmo fora da forma.

O eixo central do objeto corre de um lado através do objeto para o outro. Essa linha é baseada na forma do objeto, não em sua massa ou densidade. O eixo central pode percorrer o centro geométrico ou não.

Quando uma força está atuando diretamente no eixo central, é uma força axial. Essas forças geralmente comprimem o eixo a partir de qualquer extremidade ou esticam o eixo em duas direções opostas; Como resultado, o objeto normalmente não se move. Um excelente exemplo dessas forças pode ser visto em colunas dentro de edifícios. A coluna possui um eixo que percorre todo o formulário de cima para baixo. A coluna é constantemente compactada, pois suporta o teto da estrutura.

No exemplo da coluna, a força axial percorre o centro geométrico do formulário; isso torna a força concêntrica. Uma força concêntrica é estável em repouso. Quando o eixo não passa pelo centro geométrico, a forma não é estável e a força é excêntrica. Isso normalmente significa que a forma é incapaz de suportar forças axiais enquanto está em repouso; a estrutura será incapaz de lidar com as energias desproporcionais que agem sobre ela.