Ce este o sarcină statică?

O sarcină statică este o forță mecanică aplicată lent unui ansamblu sau obiect. Aceasta poate fi contrastată cu o sarcină dinamică, care este o forță care este aplicată rapid. Testele de sarcină statică sunt utile în determinarea sarcinilor maxime admisibile pe structurile de inginerie, cum ar fi podurile, și pot fi utile și în descoperirea proprietăților mecanice ale materialelor.

Această forță este adesea aplicată structurilor de inginerie de care depinde siguranța oamenilor, deoarece inginerii trebuie să cunoască forța maximă pe care o poate suporta o structură înainte de a se prăbuși. Orice forță aplicată în mod constant fără a deplasa un obiect este considerată o sarcină statică, iar cunoașterea cât de multă încărcare poate suporta o structură este utilă pentru stabilirea marjelor de siguranță pentru structură. Limitarea încărcării la jumătate din maximul unei structuri va oferi un factor de siguranță de doi.

Un lift este un exemplu în care are loc încărcarea statică. Când zece persoane stau într-un lift și așteaptă să se închidă ușile, aceștia exercită asupra lui o sarcină statică, deoarece oamenii și liftul nu se mișcă unul față de celălalt. Tensiunile din cadrul ascensorului au timp să ajungă la echilibru în astfel de condiții. Un lift trebuie testat pentru a stabili o limită de greutate maximă cu o marjă de siguranță acceptabilă.

O sarcină dinamică, pe de altă parte, rezultă atunci când condițiile de încărcare se modifică în timp. Când oamenii se mișcă într-un lift, ei creează o sarcină dinamică, iar tensiunile la un punct al liftului pot varia considerabil.
Materialele în sine pot fi supuse unor teste pentru a le descoperi proprietățile fundamentale. Toate materialele au o limită intrinsecă a tensiunii de tensiune sau compresiune pe care o pot tolera înainte de cedare sau deformare permanentă. Tensiunea este o măsură a forței pe unitatea de suprafață în secțiunea transversală a unui material, iar când forța pe unitatea de suprafață devine prea mare, se dezvoltă fracturi microscopice. Dacă forța continuă să crească, materialul se poate rupe cu totul.

Un test de tracțiune poate fi utilizat pentru a determina rezistența la tracțiune a unui material. Obiectele intră în tensiune atunci când forțele exterioare sunt aplicate de-a lungul aceleiași axe. Dacă forțele sunt aplicate vertical, obiectele vor tinde să devină puțin mai înalte, dar mai subțiri. Această deformare este temporară și va dispărea odată ce forțele s-au diminuat. Când tensiunile depășesc limita de curgere, totuși, un material va avea dimensiunile modificate permanent.

O probă supusă unei încercări de tracțiune poate rezista, de obicei, la solicitări mai mari decât efortul de curgere fără rupere. La un moment dat însă, proba se va rupe în două bucăți, deoarece fisurile microscopice care au rezultat din cedare vor crește. Tensiunea în punctul de rupere completă se numește rezistența maximă la tracțiune a materialului.