Sila vs stres
Sila a stres sú koncepty používané v každodennom živote na veľmi bežné situácie, ako je napríklad výkon moci nad niečím, čo sa zvyčajne nazýva sila, a niekto pod tlakom sa nazýva stres. Aj keď sú ich významy odvodené od podobnosti, ktorú majú vo fyzikálnych konceptoch, explicitná analýza zobrazuje významné rozdiely od bežného používania slov.
Obidva koncepty sú rozsiahlo diskutované v oblasti klasickej mechaniky a majú kľúčovú úlohu pri vysvetľovaní mechaniky materiálov. Koncept sily však siaha oveľa ďalej ako klasická mechanika do sfér relativity a kvantovej mechaniky.
Čo je sila?
Sila je známa ako faktor, ktorý spôsobuje zmenu hybnosti telesa, pričom rýchlosť zmeny hybnosti je úmerná veľkosti sily. Aj keď tento koncept prevládal po celé storočia, matematicky ho definoval a predstavil Sir Isaac Newton v publikácii Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica publikovanej v roku 1687.
Z vyššie uvedeného výrazu, ktorý je známy ako Newtonov druhý zákon, je možné odvodiť nasledujúci výraz. F = ma = d (mv) / dt (kde F je sila, m je hmotnosť a a je zrýchlenie). Prvý zákon uvádza, že objekt si zachováva svoj stav (pohyb po priamke s konštantnou rýchlosťou alebo v pokoji), pokiaľ na neho nepôsobí nevyvážená vonkajšia sila a tretí zákon uvádza, že na každú silu existuje rovnaká a opačná reakcia.
Čo je to stres?
Sila môže pôsobiť na telo na väčšiu plochu a nie na jednu priamku v tele. Napríklad, keď na konce drevenej tyče alebo tyče pôsobí sila, sila sa prenáša rovnomerne na celú plochu tyče. Rovnaká situácia nastane, keď je tyč stlačená. Pretože vytvorené vnútorné sily zahŕňajú veľkosť aj oblasť, ktorú pôsobia na telo, aby bolo možné jasne vyhodnotiť vnútorné sily, je potrebné zohľadniť obe.
Stres je definovaný ako sila pôsobiaca na jednotkovú oblasť v deformovateľnom tele. Matematicky sa vyjadruje ako τ = F / A (kde τ je napätie, F je sila a A je plocha). Napätia pôsobiace na prierezy sú známe ako Normálne napätia (kde je čistá sila kolmá na rovinu uvažovanej oblasti) a napätia pôsobiace rovnobežne s touto oblasťou sú známe ako Šmykové napätia (kde je čistá sila tangenciálna k rovine roviny posudzovaná oblasť).
Aký je rozdiel medzi silou a stresom?
• Stres je sila pôsobiaca na jednotku plochy v deformovateľnom tele.
• Sila je faktor spôsobujúci stres.
