Force vs Stress
Η δύναμη και το άγχος είναι έννοιες που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή για πολύ συνηθισμένες καταστάσεις, όπως η άσκηση εξουσίας πάνω σε κάτι συνήθως ονομάζεται δύναμη και κάποιος που δέχεται διανοητική πίεση αποκαλείται αγχωμένος. Αν και οι έννοιές τους προέρχονται από την ομοιότητα που μοιράζονται στις φυσικές έννοιες, η ρητή ανάλυση εμφανίζει σημαντικές διαφορές από την κοινή χρήση των λέξεων.
Και οι δύο έννοιες συζητούνται εκτενώς στον τομέα της κλασικής μηχανικής και παίζουν καθοριστικό ρόλο στην εξήγηση της μηχανικής των υλικών. Ωστόσο, η έννοια της δύναμης επεκτείνεται πολύ πέρα από την κλασική μηχανική στα βασίλεια της σχετικότητας και της κβαντικής μηχανικής.
Τι είναι Δύναμη;
Η δύναμη είναι γνωστή ως ο παράγοντας που προκαλεί μεταβολή της ορμής ενός σώματος, όπου ο ρυθμός μεταβολής της ορμής είναι ανάλογος με το μέγεθος της δύναμης. Αν και επικρατούσε για αιώνες, η έννοια ορίστηκε μαθηματικά και παρουσιάστηκε από τον Sir Isaac Newton στο Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica που δημοσιεύτηκε το 1687.
Από την παραπάνω έκφραση, η οποία είναι γνωστή ως ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα, μπορεί να προκύψει η ακόλουθη έκφραση. F=m.a=d(mv) / dt (Όπου F είναι δύναμη, m είναι μάζα και a είναι επιτάχυνση). Ο πρώτος νόμος δηλώνει ότι ένα αντικείμενο διατηρεί την κατάστασή του (κίνηση σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα ή σε ηρεμία) εκτός αν ενεργείται από μια μη ισορροπημένη εξωτερική δύναμη και ο τρίτος νόμος δηλώνει ότι υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση σε κάθε δύναμη.
Τι είναι το άγχος;
Μια δύναμη μπορεί να επιδρά σε ένα σώμα σε μεγαλύτερη περιοχή παρά σε μία γραμμή μέσα στο σώμα. Για παράδειγμα, όταν ασκείται δύναμη στα άκρα μιας ξύλινης ράβδου ή μιας ράβδου, η δύναμη μεταφέρεται εξίσου στην περιοχή της ράβδου. Η ίδια κατάσταση συμβαίνει όταν πιέζεται η ράβδος. Εφόσον οι εσωτερικές δυνάμεις που δημιουργούνται αφορούν τόσο το μέγεθος όσο και την περιοχή που προκαλεί στο σώμα, για να αξιολογηθούν με σαφήνεια οι εσωτερικές δυνάμεις, πρέπει να ληφθούν υπόψη και τα δύο.
Η τάση ορίζεται ως η δύναμη που ασκείται σε μια μονάδα επιφάνειας μέσα σε ένα παραμορφώσιμο σώμα. Μαθηματικά εκφράζεται ως τ=F / A (όπου τ είναι η τάση, F είναι δύναμη και A είναι η περιοχή). Οι τάσεις που δρουν στις διατομές είναι γνωστές ως κανονικές τάσεις (όπου η καθαρή δύναμη είναι κανονική στο επίπεδο της εξεταζόμενης περιοχής) και οι τάσεις που δρουν παράλληλα στην περιοχή είναι γνωστές ως διατμητικές τάσεις (όπου η καθαρή δύναμη είναι εφαπτομένη στο επίπεδο της εξεταζόμενη περιοχή).
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Δύναμης και Στρες;
• Η πίεση είναι η δύναμη που δρα ανά μονάδα επιφάνειας μέσα σε ένα παραμορφώσιμο σώμα.
• Η δύναμη είναι ο παράγοντας που προκαλεί το άγχος.
