Сила срещу стрес
Силата и стресът са понятия, използвани в ежедневието за много обичайни ситуации, като упражняването на власт над нещо обикновено се нарича сила, а някой, притиснат психически, се нарича стресиран. Въпреки че значенията им се извличат от сходството, което споделят във физическите понятия, изричният анализ показва значителни разлики от обичайното използване на думите.
И двете концепции са широко обсъдени в областта на класическата механика и те играят ключова роля в обяснението на механиката на материалите. Понятието сила обаче се простира далеч отвъд класическата механика в сфери на относителността и квантовата механика.
Какво е сила?
Силата е известна като фактор, който причинява промяна на импулса на тялото, където скоростта на промяна на импулса е пропорционална на големината на силата. Макар и разпространена в продължение на векове, концепцията е математически дефинирана и представена от сър Исак Нютон в Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, публикувана през 1687 г.
От горния израз, който е известен като втори закон на Нютон, може да се изведе следният израз. F = ma = d (mv) / dt (където F е сила, m е маса и a е ускорение). Първият закон гласи, че обектът запазва състоянието си (движение по права линия с постоянна скорост или в покой), освен ако не се действа от небалансирана външна сила, а третият закон гласи, че има еднаква и противоположна реакция на всяка сила.
Какво е стрес?
Сила може да действа върху тялото върху по-голяма площ, а не върху една линия в тялото. Например, когато сила се прилага към краищата на дървена пръчка или пръчка, силата се прехвърля еднакво през областта на пръта. Същата ситуация се получава при натискане на пръта. Тъй като създадените вътрешни сили включват както величината, така и площта, която тя нанася върху тялото, за да се оценят ясно вътрешните сили, трябва да се вземат предвид и двете.
Напрежението се определя като силата, действаща върху единична площ в деформируемо тяло. Математически се изразява като τ = F / A (където τ е напрежението, F е сила и A е площта). Напреженията, действащи върху напречните сечения, са известни като нормални напрежения (където нетната сила е нормална към равнината на разглежданата област), а напреженията, действащи успоредно на площта, са известни като напрежения на срязване (където нетната сила е тангенциална към равнината на разглеждана област).
Каква е разликата между сила и стрес?
• Напрежението е силата, действаща на единица площ в деформируемо тяло.
• Силата е факторът, причиняващ стреса.
