Tensão (mecânica)

Figura 1.1 Tensão em um corpo assumido como como contínuo.

Figura 1.2 Tensão normal $\sigma_\mathrm{avg}=F/A\,\!$ em uma barra primática carregada axialmente

Figura 1.3 Tensão normal numa barra prismática. A tensão, ou a distribuição de forças, na seção transversal não é necessariamente uniforme. No entanto, uma tensão normal média $\sigma_\mathrm{avg}\,\!$ pode ser usada

Figura 1.4 Tensão de cisalhamento em uma barra primática. A tensão, ou distribuição de forças, na seção transversal não precisa ser uniforme. No entanto, uma tensão de cisalhamento média $\tau_\mathrm{avg}\,\!$ é uma aproximação rasoável

Em física e engenharia, se denomina tensão mecânica ao valor da distribuição de forças por unidade de área em torno de um ponto material dentro de um corpo material ou meio contínuo.

Na mecânica dos meios contínuos, tensão é uma medida da intensidade das forças internas agindo entre as partículas de uma seção transversal imaginária de um corpo de material deformável. Essas forças internas são forças de reação contra as forças externas aplicadas no corpo. Forças externas são ou forças de superfície ou forças de campo . Como o corpo deformável carregado é admitido como contínuo, as forças internas são distribuídas continuamente por dentro do volume do corpo material, ou seja, a distribuição de tensões é expressa com uma função contínua de coordenadas espaciais e temporais.

A unidade em SI para tensão é o pascal (símbolo Pa), que é uma medida de força por unidade de área. A unidade da tensão é a mesma que a da pressão. Grandezas de engenharia são normalmente medidas em megapascals (MPa) ou gigapascals (GPa). Em unidades inglesas, tensão é expressa em libras-força por polegadas quadradas (psi) ou kilolibras-força por polegadas quadradas (ksi).

Um caso particular é o de tensão uniaxial, que se define em una situação em que se aplica força F uniformemente distribuída sobre uma área A. Nesse caso a tensão mecânica uniaxial se representa por um escalar designado com a letra grega σ (sigma) e é dada por:

$\sigma=\frac{F}{A}$

Sendo as unidades [Pa] (pascal = [N/m²]), [MPa] = 10⁶ [Pa] (e também [kp/cm²]).

A situação anterior pode estender-se a situações mais complicadas com forças não distribuídas uniformemente no interior de um corpo de geometria mais ou menos complexa. Nesse caso a tensão mecânica não pode ser representada por um escalar.

Considera-se um corpo submetido a tensão e se imagina um corte mediante um plano imaginário π que o divida em dois, sobre cada ponto do plano de corte se pode definir um vetor tensão t_π que depende do estado tensional interno do corpo, das coordenadas do ponto escolhido e do vetor unitário normal n_π ao plano π. Nesse caso se pode provar que t_π e n_π estão relacionados por uma aplicação linear T ou campo tensorial chamado tensor tensão:

${t_\pi} = T(n_\pi)\,$

Ver também

• Ensaio de tração
• Compressão
• Tensão de cisalhamento