Сила срещу стрес
Силата и стресът са понятия, използвани в ежедневието за много обикновени ситуации, като например упражняването на власт над нещо обикновено се нарича сила, а някой, който е под психически натиск, се нарича стресиран. Въпреки че значенията им са извлечени от сходството, което споделят във физическите концепции, изричният анализ показва значителни разлики от обичайната употреба на думите.
И двете концепции са обстойно обсъждани в областта на класическата механика и играят ключова роля в обяснението на механиката на материалите. Концепцията за сила обаче се простира далеч отвъд класическата механика в областите 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 преобладаваща от векове, концепцията е математически дефинирана и представена от сър Исак Нютон във Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, публикувана през 1687 г.
От горния израз, който е известен като втория закон на Нютон, може да се изведе следният израз. F=m.a=d(mv) / dt (където F е сила, m е маса и a е ускорение). Първият закон гласи, че даден обект запазва своето състояние (движение по права линия с постоянна скорост или в покой), освен ако върху него не действа небалансирана външна сила, а третият закон гласи, че има еднаква и противоположна реакция на всяка сила.
Какво е стрес?
Сила може да действа върху тяло върху по-голяма площ, а не върху една линия в тялото. Например, когато се приложи сила към краищата на дървена щанга или прът, силата се прехвърля равномерно по площта на пръта. Същата ситуация възниква при натискане на пръта. Тъй като създадените вътрешни сили включват както големината, така и площта, която нанася върху тялото, за да се оценят ясно вътрешните сили, трябва да се вземат предвид и двете.
Напрежението се определя като силата, действаща върху единица площ в деформируемо тяло. Математически се изразява като τ=F / A (където τ е напрежението, F е силата, а 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 зоната, са известни като напрежения на срязване (където нетната сила е тангенциална към равнината на разглежданата област) разглеждана площ).
Каква е разликата между сила и стрес?
• Напрежението е силата, действаща на единица площ в рамките на деформируемо тяло.
• Силата е факторът, причиняващ стреса.
