Un carico statico è una forza meccanica applicata lentamente a un assieme o a un oggetto. Questo può essere contrastato con un carico dinamico, che è una forza che viene applicata rapidamente. Le prove di carico statico sono utili per determinare i carichi massimi ammissibili sulle strutture di ingegneria, come i ponti, e possono anche essere utili per scoprire le proprietà meccaniche dei materiali.
Questa forza viene spesso applicata a strutture ingegneristiche da cui dipende la sicurezza delle persone perché gli ingegneri devono conoscere la forza massima che una struttura può supportare prima che crolli. Qualsiasi forza applicata costantemente senza spostare un oggetto è considerata un carico statico e la conoscenza di quanto carico può sopportare una struttura è utile per impostare i margini di sicurezza per la struttura. Limitare il carico a metà del massimo di una struttura darà un fattore di sicurezza di due.
Un ascensore è un esempio in cui si verifica un carico statico. Quando dieci persone stanno in un ascensore in attesa che le porte si chiudano, stanno esercitando un carico su di esso che è statico perché le persone e l’ascensore non si muovono l’una rispetto all’altra. Le sollecitazioni all’interno dell’ascensore hanno il tempo di raggiungere l’equilibrio in tali condizioni. Un ascensore deve essere testato per stabilire un limite di peso massimo con un margine di sicurezza accettabile.
Un carico dinamico, d’altra parte, si verifica quando le condizioni di carico cambiano nel tempo. Quando le persone si muovono in un ascensore, creano un carico dinamico e le sollecitazioni in un punto dell’ascensore possono variare considerevolmente.
I materiali stessi possono essere sottoposti a test per scoprirne le proprietà fondamentali. Tutti i materiali hanno un limite intrinseco alla tensione o alla compressione che possono tollerare prima di cedere o deformarsi in modo permanente. Lo stress è una misura della forza per unità di area nella sezione trasversale di un materiale e quando la forza per unità di area diventa troppo grande, si sviluppano fratture microscopiche. Se la forza continua ad aumentare, il materiale può rompersi del tutto.
Un test di trazione può essere utilizzato per determinare la resistenza alla trazione di un materiale. Gli oggetti entrano in tensione quando vengono applicate forze verso l’esterno lungo lo stesso asse. Se le forze vengono applicate verticalmente, gli oggetti tenderanno a diventare leggermente più alti ma più sottili. Questa deformazione è temporanea e scomparirà una volta che le forze si saranno placate. Quando le sollecitazioni superano il punto di snervamento, tuttavia, un materiale avrà le sue dimensioni modificate in modo permanente.
Un campione sottoposto a una prova di trazione può in genere sopportare sollecitazioni superiori alla sua sollecitazione di snervamento senza rompersi. Ad un certo punto, però, il campione si romperà in due pezzi perché cresceranno le microscopiche crepe risultanti dallo snervamento. Lo stress nel punto di rottura completa è chiamato carico di rottura di un materiale.