Tensione (meccanica)

Forza utilizzata su una unità di superficie

In fisica, la tensione meccanica è una forza esercitata su una unità di superficie. La tensione meccanica generica è formata da componenti normali e tangenziali alla superficie (ad esempio quando parliamo di taglio e/o torsione). Per i fluidi si definisce il concetto analogo di pressione (nel caso di componente normale).

DescrizioneModifica

Nel calcolo della tensione di una corda, si considera come forza di tensione attiva la presenza dell'attrito dinamico se specificato. Considerato un corpo soggetto a forze esterne in equilibrio, si effettui un taglio lungo un piano che divida il corpo in due sezioni. Bisogna considerare adesso un punto A appartenente al piano di taglio, quindi appartenente ad entrambe le parti del corpo. La normale n condotta dal punto A sulla prima sezione è chiaramente uguale ed opposta alla rispettiva normale sulla seconda sezione. Una volta effettuato il taglio, il corpo non si troverà più in uno stato di equilibrio. Per ripristinarlo è infatti necessario che le due sezioni esercitino delle forze uguali ed opposte, dette forze interne, o tensioni.

Considerato un elementino su una delle due facce di superficie  A con la sua normale n e la forza  F possiamo indicare la tensione come:

 

Indicando genericamente la tensione normale con   possiamo scrivere:   dove   è la forza normale alla superficie, che dà luogo, se il corpo subisce allungamenti, a uno sforzo di trazione, se il corpo subisce accorciamenti ad uno sforzo di compressione; indicando con   la generica tensione tangenziale possiamo scrivere analogamente a prima:   dove   è la forza tangenziale alla superficie in esame che da luogo, invece, ad uno sforzo di taglio.

Nel caso della corda, nel momento in cui è sotto tensione, esercita una forza sui corpi che sono legati alle sue due estremità.
La tensione è orientata lungo la corda nel verso di allontanamento dal corpo al quale è legata (nell'ipotesi di considerare le corde e le pulegge prive di massa e attrito).

PendoloModifica

Dato un pendolo semplice costituito da un punto materiale di massa   in movimento, appeso tramite un filo inestensibile di massa trascurabile, se   è l'angolo spazzato dal filo in funzione del tempo, la tensione esercitata sul filo è:

 

In particolare, quando il filo è verticale la tensione è massima, e misura:

 [senza fonte]

CarrucolaModifica

Dati due piani scabri inclinati di angoli rispettivamente   e  , sui quali si trovano due corpi in movimento di massa   e   (con coefficienti di attrito dinamico rispettivamente   e  ) collegati ad un filo inestensibile e di massa trascurabile che passa attraverso ad una carrucola senza attrito, la tensione del filo è:

 

Altri progettiModifica

Collegamenti esterniModifica

Controllo di autoritàGND (DE4134428-5