Une force axiale est toute force qui agit directement sur l’axe central d’un objet. Ces forces sont généralement une force d’étirement ou une force de compression, selon la direction. De plus, lorsque la charge de force est égale à travers le centre géométrique de la forme, elle est concentrique et lorsqu’elle est inégale, elle est excentrique. Contrairement à de nombreuses forces agissantes, une force axiale est souvent son propre compteur ; un objet tiré ou poussé uniformément dans des directions opposées ne bouge pas. La force pure occupe une position similaire à la force axiale, mais opère perpendiculairement à l’axe central de l’objet.
L’une des parties les plus importantes de l’examen des forces axiales est l’idée d’un centre géométrique. C’est un point dans les limites d’un objet solide qui est le centre parfait de toute la masse. Dans un objet simple, comme un cylindre, il est facile de trouver le milieu exact de l’objet en mesurant simplement les côtés. Dans un objet complexe, comme une bicyclette, le processus est beaucoup plus compliqué. Bien qu’il existe une série très complexe d’équations mathématiques qui trouveront ce point, il s’agit essentiellement du point auquel la masse de l’objet est la même dans n’importe quelle direction opposée.
Dans un objet complexe, ce point peut être pratiquement n’importe où dans le plus grand espace de la forme. Lorsque vous regardez un objet, l’espace occupé par l’objet est souvent plus grand que l’objet lui-même. Des facteurs tels que la densité et les bras saillants pourraient faire en sorte que le centre géométrique existe sur la surface ou même à l’extérieur de la forme.
L’axe central de l’objet s’étend d’un côté à l’autre de l’objet. Cette ligne est basée sur la forme de l’objet, pas sur sa masse ou sa densité. L’axe central peut ou non passer par le centre géométrique.
Lorsqu’une force agit directement sur l’axe central, il s’agit d’une force axiale. Ces forces compriment souvent l’axe à partir de chaque extrémité ou étirent l’axe dans deux directions opposées ; par conséquent, l’objet ne bouge généralement pas. Un excellent exemple de ces forces peut être vu sur les colonnes à l’intérieur des bâtiments. La colonne a un axe qui traverse tout le formulaire de haut en bas. La colonne est constamment comprimée car elle supporte le toit de la structure.
Dans l’exemple de colonne, la force axiale passe par le centre géométrique de la forme ; cela rend la force concentrique. Une force concentrique est stable au repos. Lorsque l’axe ne passe pas par le centre géométrique, la forme n’est pas stable et la force est excentrique. Cela signifie généralement que la forme est incapable de résister aux forces axiales au repos; la structure sera incapable de faire face aux énergies disproportionnées agissant sur elle.