Tensione (meccanica)

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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).

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

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).

Pendolo[modifica | modifica wikitesto]

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:

Carrucola[modifica | modifica wikitesto]

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:

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