Vad är en axiell kraft?

En axiell kraft är vilken kraft som helst som direkt verkar på ett föremåls mittaxel. Dessa krafter är vanligtvis sträckkraft eller kompressionskraft, beroende på riktning. Dessutom, när kraftbelastningen är jämn över formens geometriska centrum är den koncentrisk och när den är ojämn är den excentrisk. Till skillnad från många verkande krafter är en axiell kraft ofta sin egen räknare; ett föremål som dras eller trycks jämnt i motsatta riktningar rör sig inte. Ren kraft upptar en liknande position som axiell kraft, men verkar vinkelrätt mot objektets centrumaxel.

En av de viktigaste delarna av att undersöka axiella krafter är idén om ett geometriskt centrum. Detta är en punkt inom gränserna för ett fast föremål som är det perfekta mitten av hela massan. I ett enkelt föremål, som en cylinder, är det lätt att hitta den exakta mitten av föremålet genom att helt enkelt mäta sidorna. I ett komplext föremål, som en cykel, är processen mycket mer komplicerad. Även om det finns en mycket komplex serie av matematiska ekvationer som kommer att hitta denna punkt, är det i princip den punkt där föremålets massa är densamma i alla motsatta riktningar.

I ett komplext objekt kan denna punkt vara praktiskt taget var som helst inom formulärets större utrymme. När man tittar på ett föremål är utrymmet som föremålet tar ofta större än själva föremålet. Faktorer som densitet och utskjutande armar kan göra att det geometriska centret existerar på ytan eller till och med utanför formen.

Objektets centrumaxel löper från ena sidan genom objektet till den andra. Denna linje är baserad på föremålets form, inte dess massa eller densitet. Mittaxeln kanske går genom det geometriska centrumet, eller så kanske det inte går.
När en kraft verkar direkt på den centrala axeln är det en axiell kraft. Dessa krafter kommer ofta att komprimera axeln från endera änden eller sträcka axeln i två motsatta riktningar; som ett resultat, rör sig objektet vanligtvis inte. Ett utmärkt exempel på dessa krafter kan ses på pelare i byggnader. Kolumnen har en axel som löper genom hela formen från topp till botten. Pelaren komprimeras konstant eftersom den stöder taket på strukturen.

I kolumnexemplet löper den axiella kraften genom formens geometriska centrum; detta gör kraften koncentrisk. En koncentrisk kraft är stabil i vila. När axeln inte passerar genom det geometriska centrumet är formen inte stabil och kraften är excentrisk. Detta betyder vanligtvis att formen inte kan motstå axiella krafter i vila; strukturen kommer inte att kunna hantera de oproportionerliga energier som verkar på den.