Une compréhension de la force et de la façon dont elle affecte un objet ou un matériau est importante dans toute construction. Les trois principaux types de forces mécaniques sont la traction, la poussée et le cisaillement. La tension, ou force de traction, est un exemple de force de traction et est généralement mesurée en livres (lb) ou en newtons (N). La force de tension joue un rôle dans de nombreuses applications de physique, de génie mécanique et de génie civil.
Un moyen efficace d’aider à comprendre ce mécanisme est d’utiliser l’exemple d’une corde ou d’un câble. Une corde ne peut pas être utilisée pour pousser un objet sur une surface plane. Des cordes, des cordes, des câbles et des chaînes sont utilisés dans les cas où une force de traction est requise. Accrocher un poids au bout de la corde tirera sur la corde. La force de traction créée par le poids est appelée force de traction.
Dans cet exemple, la force de tension agira sur les extrémités opposées de la corde et la tirera fermement. La force est appliquée dans le sens de la corde. Les objets aux deux extrémités de la corde subiront une force de traction égale à la force de tension. De même, les composants mécaniques utilisés pour soutenir et renforcer les ponts et les bâtiments sont couramment exposés à ce type de force. Ceux-ci incluent des objets tels que des câbles, des fils, des colonnes de support et des poutres.
Le chargement de tension provoquera l’allongement ou l’étirement d’un matériau. Un objet très flexible, tel qu’un élastique, s’étirera beaucoup lorsqu’une force de tension est appliquée. Les matériaux moins flexibles, comme le plastique et l’acier, s’allongent également lorsqu’une force de traction est appliquée, mais en quantités beaucoup plus petites.
La force et le mouvement sont liés par la première loi du mouvement de Newton. Cette loi stipule qu’un corps restera au repos ou en mouvement uniforme, à moins qu’il ne soit contraint de changer cet état par une force qui lui est appliquée. Une force de tension fera bouger un objet en tirant. La loi de Newton est illustrée à l’aide d’un exemple simple d’un chariot d’enfant au repos sur une surface plane. Le wagon restera au repos jusqu’à ce qu’une force externe soit appliquée à la poignée, provoquant le déplacement du wagon.
Lorsqu’une force est appliquée, elle provoque des contraintes internes dans le matériau. Si la force est suffisamment élevée, la contrainte interne peut devenir excessive et provoquer un allongement permanent ou une défaillance complète. Il est très important de comprendre la contrainte créée par une force de tension appliquée lors de la sélection de matériaux pour les applications d’ingénierie mécanique et de conception. La force appliquée doit être suffisamment faible pour éviter les contraintes internes pouvant entraîner une déformation permanente ou une défaillance.