크기 :
* 힘의 강도 : 더 큰 크기력은 물체를 더 크게 밀거나 당기면서 더 큰 변형 또는 고장을 초래합니다.
* 스트레스와 변형 : 크기는 구조 내 응력 (단위 면적당 내부 힘) 및 변형 (변형)에 영향을 미칩니다. 응력이 높으면 물체가 깨지거나, 양보 (영구적으로 변형) 또는 버클이 발생할 수 있습니다.
* 재료 특성 : 물질의 강도, 강성 및 연성은 그것이 힘에 어떻게 반응하는지 결정합니다. 강한 재료는 실패하기 전에 더 큰 힘을 견딜 수 있지만 뻣뻣한 재료는 변형에 저항합니다.
방향 :
* 적용 하중 : 힘의 방향은 물체가 어떻게 영향을 받는지 지시합니다.
* 인장력 (풀링) : 물체를 뻗어 길쭉하게 만듭니다.
* 압축력 (밀기) : 물체를 압박하여 단축시킵니다.
* 전단력 (슬라이딩) : 층이 서로 지나가는 방식으로 객체가 변형되게합니다.
* 비틀림 세력 (비틀림) : 객체가 축 주위로 회전하게됩니다.
* 평형 및 안정성 : 다른 방향으로 작용하는 힘은 물체가 움직이거나 회전하게하는 순 힘을 만들 수 있습니다. 힘의 평형은 물체의 안정성을 결정합니다.
예 :
* 다리 : 다리의 무게와 트래픽은 하향 힘입니다. 교량의 구조 (빔,지지)는 압축 및 장력에 이러한 힘을 저항하여 안정성을 보장하도록 설계되었습니다.
* 건물 : 바람은 건물의 벽과 지붕에 작용할 수있는 힘을 만듭니다. 구조는 붕괴를 방지하기 위해 이러한 힘을 견딜 수 있도록 설계되어야합니다.
* 비행기 : 날개는 위쪽 방향으로 리프트 힘을 생성하도록 설계되어 평면을 공중에 유지하기 위해 중력을 극복합니다. 엔진 추력은 전진력을 제공합니다.
요약 :
힘의 크기와 방향은 구조의 행동을 결정하는 중요한 요소입니다.
* 큰 크기 + 인장력 : 스트레칭과 실패로 이어질 수 있습니다.
* 큰 크기 + 압축력 : 좌굴과 붕괴를 일으킬 수 있습니다.
* 큰 크기 + 전단력 : 구조가 미끄러 지거나 골절 될 수 있습니다.
* 큰 크기 + 비틀림 힘 : 구조가 비틀고 깨질 수 있습니다.
이러한 원칙을 이해하면 엔지니어는 직면 할 힘을 안전하고 효과적으로 저항 할 수있는 구조를 설계 할 수 있습니다.
