Força, Propriedades Mecânicas e Esforços Físicos

A força é capaz de produzir ação ou alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo ou de suas linhas de ação. A unidade de força no Sistema Internacional de medição é o Newton (N).

Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas determinam o comportamento dos materiais quando uma ou mais forças agem sobre eles:

• Resistência: É a capacidade de um material de resistir às forças sem ser excessivamente deformado ou quebrado (ex: aço, madeira, plástico).
• Tenacidade: É a propriedade que alguns materiais têm de resistir a forças repetidamente sem ruptura (ex: metal, madeira e alguns plásticos).
• Fragilidade: É a propriedade oposta à tenacidade (ex: vidro).
• Elasticidade: É a propriedade de recuperar a forma original após ser deformado por um esforço (ex: borracha).
• Plasticidade: Característica de materiais que podem se deformar permanentemente sem quebrar (ex: argila).
• Ductilidade: É a propriedade de certos materiais de se deformarem permanentemente em fios finos sem romper.
• Maleabilidade: É a propriedade de certos materiais de se deformarem permanentemente sob a forma de folhas finas sem se quebrarem.
• Dureza: É a propriedade que indica a oposição que um material tem ao ser riscado ou penetrado.

Esforços e Estruturas

A resistência de um objeto a um esforço determinado depende de três fatores: tamanho, forma e como as forças agem sobre o objeto.

• Tração: Duas forças opostas agindo sobre o corpo que tendem a esticá-lo ou estendê-lo.
• Compressão: Quando as forças atuam sobre um objeto na mesma direção, mas em sentidos opostos, tendendo a esmagá-lo ou reduzi-lo.
• Flexão: Quando as forças aplicadas contra o eixo longitudinal tendem a dobrar a peça.
• Torção: Quando as forças fazem o corpo girar ou deformar-se em rotação.
• Corte ou Cisalhamento: Quando as forças são superiores à resistência do material, causando a sua ruptura.

Estruturas: São elementos com a função básica de suportar forças. Existem dois tipos principais:

• Armadura: Conjunto forte de elementos ligados entre si que constituem o esqueleto de vários tipos de objetos.
• Embalagem: Constituída por chapas ou painéis colados que tendem a cercar o objeto.

No design de estruturas, o mais importante é o material (que deve ser muito resistente) e a forma (que deve ser estável). Em estruturas metálicas, a forma triangular é a mais simples e proporciona alta rigidez. Elas são basicamente construídas com perfis estruturais de aço laminado, como os perfis: IPN, U, HEB, angular e T.