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 (
) é:
Onde:
-
é a tensão, -
é a força aplicada, -
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:
- Tensão de tração (ou tensão positiva)
- Tensão de compressão (ou tensão negativa)
- 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 (
) é a força (
) dividida pela área (
) onde ela atua:
. Os tipos fundamentais de aplicação de tensão são:
- Tração: Força puxando, como um cabo de aço segurando um elevador.
- Compressão: Força empurrando, como as colunas de um prédio suportando sua estrutura.
- Cisalhamento: Forças paralelas opostas, como as lâminas de uma tesoura cortando papel.