Ce este o forță axială?

O forță axială este orice forță care acționează direct asupra axei centrale a unui obiect. Aceste forțe sunt de obicei forță de întindere sau forță de compresie, în funcție de direcție. În plus, atunci când sarcina de forță este uniformă în centrul geometric al formei, este concentrică, iar când este neuniformă, este excentrică. Spre deosebire de multe forțe care acționează, o forță axială este adesea propriul contor; un obiect tras sau împins uniform în direcții opuse nu se mișcă. Forța pură ocupă o poziție similară cu forța axială, dar operează perpendicular pe axa centrală a obiectului.

Una dintre cele mai importante părți ale examinării forțelor axiale este ideea unui centru geometric. Acesta este un punct din limitele unui obiect solid care este centrul perfect al întregii mase. Într-un obiect simplu, cum ar fi un cilindru, este ușor să găsiți mijlocul exact al obiectului prin simpla măsurare a laturilor. Într-un obiect complex, cum ar fi o bicicletă, procesul este mult mai complicat. Deși există o serie foarte complexă de ecuații matematice care vor găsi acest punct, este practic punctul în care masa obiectului este aceeași în orice direcție opusă.

Într-un obiect complex, acest punct poate fi practic oriunde în spațiul mai mare al formei. Când priviți un obiect, spațiul pe care acesta îl ocupă este adesea mai mare decât obiectul în sine. Factori precum densitatea și brațele proeminente ar putea face ca centrul geometric să existe la suprafață sau chiar în afara formei.

Axa centrală a obiectului trece dintr-o parte prin obiect în cealaltă. Această linie se bazează pe forma obiectului, nu pe masa sau densitatea acestuia. Axa centrală poate trece prin centrul geometric sau s-ar putea să nu.
Când o forță acționează direct pe axa centrală, este o forță axială. Aceste forțe vor comprima adesea axa de la oricare capăt sau vor întinde axa în două direcții opuse; ca urmare, obiectul de obicei nu se mișcă. Un prim exemplu al acestor forțe poate fi văzut pe coloanele din clădiri. Coloana are o axă care străbate întreaga formă de sus în jos. Coloana este comprimată în mod constant deoarece susține acoperișul structurii.

În exemplul de coloană, forța axială trece prin centrul geometric al formei; aceasta face ca forța să fie concentrică. O forță concentrică este stabilă în repaus. Când axa nu trece prin centrul geometric, forma nu este stabilă și forța este excentrică. Acest lucru înseamnă de obicei că forma nu este capabilă să reziste forțelor axiale în timp ce este în repaus; structura va fi incapabilă să facă față energiilor disproporționate care acționează asupra ei.