Kas yra įtampos jėga?

Supratimas apie jėgą ir kaip ji veikia objektą ar medžiagą yra svarbus bet kokios rūšies statybai. Trys pagrindiniai mechaninių jėgų tipai yra traukimas, stūmimas ir šlyties. Įtempimas arba tempimo jėga yra traukos jėgos pavyzdys ir paprastai matuojamas svarais (lbs) arba niutonais (N). Įtempimo jėga vaidina svarbų vaidmenį daugelyje fizikos, mechaninės inžinerijos ir civilinės inžinerijos programų.

Veiksmingas būdas suprasti šį mechanizmą yra naudoti virvės ar troso pavyzdį. Virve negalima stumti objekto lygiu paviršiumi. Stygos, lynai, trosai ir grandinės naudojamos tais atvejais, kai reikalinga traukimo jėga. Pakabinus svarmenį ant virvės galo, virvė trauks. Svorio sukuriama traukos jėga vadinama tempimo jėga.

Šiame pavyzdyje įtempimo jėga veiks priešingus lyno galus ir jį tvirtai pritrauks. Jėga veikiama lyno kryptimi. Abiejuose lyno galuose esantys objektai patirs traukimo jėgą, lygią įtempimo jėgai. Panašiai mechaniniai komponentai, naudojami tiltams ir pastatams palaikyti ir sustiprinti, dažniausiai yra veikiami tokio tipo jėgos. Tai apima tokius objektus kaip kabeliai, laidai, atraminės kolonos ir sijos.

Dėl įtempimo medžiaga pailgės arba ištemps. Labai lankstus objektas, pvz., guminė juosta, labai ištemps, kai bus taikoma įtempimo jėga. Mažiau lanksčios medžiagos, tokios kaip plastikas ir plienas, taip pat pailgėja, kai veikia traukimo jėga, tačiau daug mažesniais kiekiais.

Jėga ir judėjimas yra susiję pagal pirmąjį Niutono judėjimo dėsnį. Šis dėsnis teigia, kad kūnas liks ramybės būsenoje arba tolygiai judės, nebent jis bus priverstas pakeisti šią būseną jį veikiant jėga. Įtempimo jėga privers daiktą judėti traukiant. Niutono dėsnis iliustruojamas naudojant paprastą pavyzdį, kai vaikiškas vagonas stovi ant lygaus paviršiaus. Vagonas liks ramybės būsenoje, kol rankena nebus veikiama išorinės jėgos, dėl kurios vagonas pajudės.

Kai veikiama jėga, ji sukels vidinį medžiagos įtempimą. Jei jėga yra pakankamai didelė, vidinis įtempis gali tapti per didelis ir sukelti nuolatinį pailgėjimą arba visišką gedimą. Renkantis medžiagas mechaninės inžinerijos ir projektavimo reikmėms, labai svarbu suprasti įtempį, kurį sukuria taikoma tempimo jėga. Taikoma jėga turi būti pakankamai maža, kad būtų išvengta vidinių įtempių, galinčių sukelti nuolatinę deformaciją arba gedimą.