Explique como força e a área onde ela será aplicada podem ser relacionadas. Quais os tipos fundamentais de aplicação de tensão? Apresente um exemplo de aplicação/solicitação para cada caso.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A pergunta quer que a gente explique como a força e a área onde ela atua estão relacionadas. Além disso, precisamos falar sobre os tipos fundamentais de aplicação de tensão e dar um exemplo para cada um. Vamos usar conceitos de física, especificamente de resistência dos materiais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a relação entre força e área. Quando uma força é aplicada sobre uma área, ela gera uma tensão. A fórmula para calcular a tensão ( sigma) é:
sigma = FA
Onde:
  • sigma é a tensão,
  • F é a força aplicada,
  • A é a área sobre a qual a força é distribuída.
Essa relação nos mostra que, para uma força constante, quanto menor a área, maior a tensão.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre os tipos fundamentais de aplicação de tensão. Existem basicamente três tipos principais:
  1. Tensão de tração (ou tensão positiva)
  2. Tensão de compressão (ou tensão negativa)
  3. Tensão de cisalhamento
Cada uma dessas tensões ocorre de maneiras diferentes e em situações distintas.

Passo 4

Tensão de Tração: É quando a força está puxando o material, esticando-o. Imagine um cabo de aço segurando um elevador; a força do elevador puxa o cabo para baixo, causando tração.
Exemplo: As fibras de um cabo de aço em uma ponte suspensa estão sob tensão de tração para suportar o peso da ponte.

Passo 5

Tensão de Compressão: Aqui, a força está empurrando o material, comprimindo-o. Um exemplo clássico é uma coluna suportando o peso de um edifício; a força do peso empurra a coluna para baixo.
Exemplo: As colunas dos prédios são submetidas a tensões de compressão devido ao peso das estruturas superiores.

Passo 6

Tensão de Cisalhamento: Essa tensão ocorre quando as forças agem em direções opostas paralelas à área, causando um deslizamento interno. Pense em duas camadas de papel sendo empurradas na direção oposta; elas tendem a deslizar uma sobre a outra.
Exemplo: As lâminas de uma tesoura estão sujeitas a tensões de cisalhamento quando cortam o papel.

Resposta

Então, resumindo, a tensão ( sigma) é a força ( F) dividida pela área ( A) onde ela atua: sigma = FA. Os tipos fundamentais de aplicação de tensão são:
  1. Tração: Força puxando, como um cabo de aço segurando um elevador.
  2. Compressão: Força empurrando, como as colunas de um prédio suportando sua estrutura.
  3. Cisalhamento: Forças paralelas opostas, como as lâminas de uma tesoura cortando papel.

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