แรงตึงคือแรงดึงหรือแรง ยืด ที่ส่งผ่านตามแนวแกนของวัตถุ เช่น เชือก โซ่ แท่งคานหรือวัตถุอื่นๆ จนทำให้วัตถุนั้นยืดออกหรือแยกออกจากกัน ในแง่ของแรง แรงตึงเป็นสิ่งที่ตรงข้ามกับแรงอัดแรงตึงอาจอธิบายได้ว่าเป็นคู่ของแรงปฏิกิริยาที่กระทำที่ปลายแต่ละด้านของวัตถุ

ในระดับอะตอม เมื่ออะตอมหรือโมเลกุลถูกดึงออกจากกันและได้รับพลังงานศักยภาพโดยที่ ยังมี แรงดึงกลับอยู่ แรงดึงกลับนั้นอาจก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าแรงตึง ปลายแต่ละด้านของเชือกหรือแท่งที่อยู่ภายใต้แรงตึงดังกล่าวอาจดึงวัตถุที่มันยึดติดอยู่ เพื่อคืนเชือก/แท่งนั้นให้กลับสู่ความยาวเดิม

แรงตึง (ในฐานะแรงที่ส่งผ่าน ในฐานะคู่แรงปฏิกิริยา หรือในฐานะแรงคืนตัว) วัดเป็นนิวตันในระบบหน่วยสากล (หรือปอนด์-แรงในระบบหน่วยอิมพีเรียล ) ปลายของเชือกหรือวัตถุอื่นที่ส่งผ่านแรงตึงจะออกแรงกระทำต่อวัตถุที่เชือกหรือแท่งนั้นเชื่อมต่ออยู่ ในทิศทางของเชือก ณ จุดที่เชื่อมต่อ แรงเหล่านี้เนื่องจากแรงตึงเรียกว่า "แรงเฉื่อย" มีความเป็นไปได้พื้นฐานสองประการสำหรับระบบของวัตถุที่ยึดด้วยเชือก: ^{[ 1 ]}คือความเร่งเป็นศูนย์และระบบจึงอยู่ในสมดุล หรือมีความเร่ง และดังนั้นจึง มี แรงสุทธิในระบบ หน่วย CGS ของแรงตึงผิวคือไดน์ต่อเซนติเมตร

แรงตึงในเชือกเป็นปริมาณเวกเตอร์ ที่ไม่เป็น ลบ แรงตึงเป็นศูนย์หมายถึงเชือกหย่อน โดยทั่วไปแล้วเชือกหรือสายจะถูกจำลองเป็นมิติเดียว มีความยาวคงที่แต่ไม่มีมวลและมีหน้าตัด เป็นศูนย์ หากไม่มีการโค้งงอในเชือก เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในการสั่นสะเทือนหรือรอก แรงตึงจะเป็นค่าคงที่ตลอดความยาวของเชือก เท่ากับขนาดของแรงที่กระทำโดยปลายเชือก ตามกฎข้อที่สามของนิวตันแรงเหล่านี้เป็นแรงเดียวกันกับที่วัตถุที่ปลายเชือกยึดติดอยู่กระทำต่อปลายเชือก หากเชือกโค้งงอไปรอบๆ รอกหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้น แรงตึงตลอดความยาวของเชือกก็ยังคงมีค่าคงที่ในสถานการณ์ในอุดมคติที่รอกไม่มีมวลและไม่มีแรงเสียดทาน เชือกที่สั่น จะสั่นด้วย ความถี่ชุดหนึ่งซึ่งขึ้นอยู่กับแรงตึงของเชือก ความถี่เหล่านี้สามารถหาได้จากกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน แต่ละส่วนย่อยขนาดเล็กของเส้นเชือกจะดึงและถูกดึงโดยส่วนย่อยที่อยู่ใกล้เคียง โดยมีแรงเท่ากับแรงตึง ณ ตำแหน่งนั้นตามแนวเส้นเชือก

ถ้าเส้นเชือกมีส่วนโค้ง แรงดึงสองแรงที่กระทำต่อส่วนนั้นโดยเส้นเชือกข้างเคียงสองเส้นจะไม่รวมกันเป็นศูนย์ และจะมีแรงลัพธ์กระทำต่อส่วนนั้นของเส้นเชือก ทำให้เกิดความเร่ง แรงลัพธ์นี้คือแรงคืนตัวและการเคลื่อนที่ของเส้นเชือกอาจรวมถึงคลื่นตามขวางที่แก้สมการหลักในทฤษฎีของสเติร์ม-ลิอูวิลล์ได้ $${\displaystyle -{\frac {\mathrm {d} }{\mathrm {d} x}}{\bigg [}\tau (x){\frac {\mathrm {d} \rho (x)}{\mathrm {d} x}}{\bigg ]}+v(x)\rho (x)=\omega ^{2}\sigma (x)\rho (x)}$$ ที่ไหน${\displaystyle v(x)}$คือค่าคงที่ของแรงต่อหน่วยความยาว [หน่วยแรงต่อพื้นที่] และ${\displaystyle \omega ^{2}}$ค่าไอเกนสำหรับเรโซแนนซ์ของการกระจัดตามแนวขวาง${\displaystyle \rho (x)}$บนสาย^{[ 2 ]} พร้อมโซลูชันที่รวมถึง ฮาร์โมนิกต่างๆบนเครื่องดนตรีสาย

แรงดึงยังใช้เพื่ออธิบายแรงที่กระทำโดยปลายของวัสดุสามมิติต่อเนื่อง เช่น แท่งหรือ ชิ้นส่วน โครงสร้างในบริบทนี้ แรงดึงเปรียบได้กับแรงดันลบแท่งที่อยู่ภายใต้แรงดึงจะยืดออกปริมาณการยืดออกและภาระที่จะทำให้เกิดความเสียหายขึ้นอยู่กับแรงต่อพื้นที่หน้าตัดมากกว่าแรงเพียงอย่างเดียว ดังนั้นความเค้น = แรงตามแนวแกน / พื้นที่หน้าตัด จึงมีประโยชน์มากกว่าแรงดึงสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรม ความเค้นเป็นเมทริกซ์ 3x3 ที่เรียกว่าเทนเซอร์และ${\displaystyle \sigma _{11}}$องค์ประกอบของเทนเซอร์ความเค้นคือแรงดึงต่อพื้นที่ หรือแรงอัดต่อพื้นที่ ซึ่งจะแสดงเป็นตัวเลขติดลบสำหรับองค์ประกอบนี้ หากแท่งโลหะถูกอัดแทนที่จะยืดออก

ดังนั้น เราสามารถหาค่าสเกลาร์ที่คล้ายกับแรงตึงได้โดยการหาร่องรอยของเทนเซอร์ความเครียด^{[ 3 ]}

ระบบจะอยู่ในสภาวะสมดุลเมื่อผลรวมของแรงทั้งหมดเป็นศูนย์^{[ 1 ]}$${\displaystyle \sum {\vec {F}}=0}$$

ตัวอย่างเช่น พิจารณาระบบที่ประกอบด้วยวัตถุที่ถูกลดระดับลงในแนวดิ่งด้วยเชือกที่มีแรงตึงTด้วยความเร็ว คงที่ ระบบมีความเร็วคงที่และอยู่ในสภาวะสมดุลเนื่องจากแรงตึงในเชือกซึ่งดึงวัตถุขึ้นนั้นเท่ากับแรงน้ำหนัก mg ("m" คือมวล "g" คือความเร่งที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงของโลก ) ซึ่งดึงวัตถุลง^{[ 1 ]}$${\displaystyle \sum {\vec {F}}={\vec {T}}-m{\vec {g}}=0}$$

ระบบจะมีแรงลัพธ์เมื่อมีแรงที่ไม่สมดุลกระทำต่อระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือผลรวมของแรงทั้งหมดไม่เป็นศูนย์ ความเร่งและแรงลัพธ์มักเกิดขึ้นพร้อมกัน^{[ 1 ]}$${\displaystyle \sum {\vec {F}}\neq 0}$$

ตัวอย่างเช่น พิจารณาระบบเดียวกันกับข้างต้น แต่สมมติว่าตอนนี้วัตถุกำลังถูกลดระดับลงด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น (ความเร่งเป็นบวก) ดังนั้นจึงมีแรงลัพธ์อยู่ที่ใดที่หนึ่งในระบบ ในกรณีนี้ ความเร่งเป็นลบจะบ่งชี้ว่า${\displaystyle ||mg|>|T|}$[ ^{1 ]​}$${\displaystyle \sum {\vec {F}}={\vec {T}}-m{\vec {g}}\neq 0}$$

ในอีกตัวอย่างหนึ่ง สมมติว่าวัตถุสองชิ้น A และ B มีมวล${\displaystyle m_{1}}$และ${\displaystyle m_{2}}$วัตถุ A และวัตถุ B เชื่อมต่อกันด้วยเชือกที่ไม่ยืดหยุ่นผ่านรอกที่ไม่มีแรงเสียดทาน มีแรงสองแรงกระทำต่อวัตถุ A ได้แก่ น้ำหนักของวัตถุ (${\displaystyle w_{1}=m_{1}g}$) ดึงลง และแรงตึง${\displaystyle T}$ในแรงดึงของเชือก ดังนั้น แรงลัพธ์${\displaystyle F_{1}}$บนร่างกาย A คือ${\displaystyle w_{1}-T}$, ดังนั้น${\displaystyle m_{1}a=m_{1}gT}$ในสตริงที่ยืดหดได้กฎของฮุคจะสามารถนำมาใช้ได้

• กลศาสตร์ต่อเนื่อง
• ปัจจัยการตก
• แรงตึงผิว
• ความแข็งแรงดึง
• แรงดึง (กลศาสตร์)
• ความดันไฮโดรสแตติก