Estruturas em arco são incrivelmente fortes devido a uma combinação de fatores:

1. Distribuição de força:

* Redirecionamento da força: Um arco transfere o peso da estrutura (e qualquer carga que ela carrega) para fora e para baixo para seus suportes. Em vez de empurrar diretamente para baixo como um feixe, o arco direciona as forças horizontalmente, empurrando para fora contra os suportes.
* Força de compressão: Os arcos são projetados para estar principalmente sob compressão, o que significa que as forças que atuam no arco empurram suas partes juntas. A maioria dos materiais de construção é muito mais forte na compressão do que a tensão (puxar).

2. Forma e geometria:

* Keystone: A pedra de chave, a pedra em forma de cunha no topo do arco, desempenha um papel crucial. Ele mantém as outras pedras no lugar, empurrando -as para dentro.
* forma e estabilidade : A forma curva do arco distribui o peso uniformemente. A inclinação interna das pedras do arco faz com que eles se empurrem um contra o outro, criando uma estrutura auto-sustentável. A forma em si ajuda a resistir à flambagem e colapso.
* impulso: O empurrão externo do arco (conhecido como impulso) é controlado pela forma do arco e pelo ângulo de suas pedras. Ao ajustar esses fatores, os engenheiros podem garantir que o impulso seja absorvido com segurança pelos suportes.

3. Pedras interligadas:

* atrito: O peso do arco e o ajuste apertado das pedras criam atrito, aumentando a estabilidade da estrutura.
* cimento ou argamassa: Em alguns casos, a argamassa ou cimento é usada para unir as pedras, aumentando ainda mais a força do arco e a resistência à água.

4. Vantagens sobre outras estruturas:

* abrangendo grandes distâncias: Os arcos podem abranger distâncias muito maiores que as vigas.
* Leve: Comparado a um feixe reto da mesma extensão, um arco pode ser mais leve.
* apelo estético: A elegante curva de um arco acrescenta beleza a edifícios e estruturas.

Exemplos:

* Aquedutos romanos: Essas estruturas impressionantes dependiam muito de arcos para transportar água a longas distâncias.
* cofres da catedral: Os arcos altos das catedrais demonstram a capacidade dos arcos de criar vastos e belos espaços internos.
* pontes: Os arcos são comumente usados ​​na construção de pontes para sua força e capacidade de abranger lacunas amplas.

No geral, a força de um arco está em sua forma única, da maneira como distribui forças e a natureza interligada de suas pedras. Essa combinação de fatores torna os arcos um elemento estrutural notavelmente robusto e eficiente.