Jaký je rozdíl mezi stresem a tlakem?
On 13 února, 2021 by adminJaký je rozdíl mezi stresem a tlak ? Existují nějaké intuitivní příklady, které vysvětlují rozdíl mezi těmito dvěma? Co třeba příklad, kdy tlak a stres nejsou stejné?
Komentáře
- Jak vidíte z odpovědí, je těžké předpokládat, co “ intuitivní “ je pro vás a jakou úroveň očekávání máte, aniž byste byli konkrétnější.
- Otázka přišla při čtení o přetěžovacím tlaku (stresu) en.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . Propojený článek to definuje jako obojí. Doufal jsem, že se naučím rozlišovat dva pomocí vysvětlení, kterému porozumí student střední školy nebo inženýr.
- Stres je valenční 2 tenzor (reprezentovaný maticí). “ Tlak “ je speciální případ: tenzor napětí, který lze zapsat jako “ skalární “ množství ( tj. ve tvaru $ p \, \ mathrm {id} _3 $, kde je $ \ mathrm {id} _3 $ matice identita $ 3 \ times3 $ a $ p $ tlaková skalární).
Odpověď
Tlak je definován jako síla na jednotku plochy aplikovaná na objekt ve směru kolmém k povrchu. A přirozeně tlak může způsobit stres uvnitř objektu. Zatímco stres je vlastnost těla při zatížení a souvisí s vnitřními silami. Je definována jako reakce produkovaná molekulami těla působením, při kterém může dojít k určité deformaci. Intenzita těchto dodatečných sil vyprodukovaných na jednotku plochy se nazývá napětí (pěkný obrázek z wikipedie):
UPRAVIT PODLE KOMENTÁŘŮ
Tlak nadloží nebo lithostatický tlak je případ, kdy gravitační síla vlastní hmoty objektu vytváří tlak a vede k namáhání půdy nebo horninového sloupu. Toto napětí se zvyšuje s hmotou ( nebo hloubka) se zvyšuje. Tento typ napětí je rovnoměrný, protože gravitační síla je rovnoměrná.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Lithostatický tlak zahrnuje hmotnost atmosféry, a pokud je pod oceánem nebo jezerem, váha vodního sloupce nad touto hladinou Ve srovnání s tlakem způsobeným hmotností hornin nahoře je množství tlaku způsobeného hmotností vody a vzduchu nad horninou zanedbatelné, s výjimkou zemského povrchu. Jediným způsobem, jak se může změnit lithostatický tlak na horninu, je změna hloubky horniny v zemi.
Jelikož se jedná o jednotnou sílu v celé látce, většinou kvůli látce samotné, jsou pojmy tlak a stres poněkud zaměnitelné, protože na tlak lze pohlížet jako na vnější i vnitřní sílu.
V případě, že nejsou stejné, stačí se podívat že je obraz pravítka. Je-li na vzdálený konec (horní část obrázku) aplikován tlak, vytváří uvnitř pravítka nerovnoměrné napětí, zejména tam, kde je vnitřní napětí v rozích vysoké.
Komentáře
- Co se týče tekutin a tlaku, tekutina v intersticiálním prostoru nebo v pórovitém prostoru horniny se obvykle označuje jako s pórovým tlakem nebo tlakem kapaliny. Bylo by nesprávné říci, že je to pórový stres nebo stres? Pokud tomu správně rozumím, z ostatních odpovědí na původní otázku a z vysvětlení zde: en.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics se zdá, že tlak je normální složkou stresu. Pokud jsou tedy všechny ostatní komponenty nulové, zbývá vám jen tlak, který stres vytvoří. Můžete tedy říci stres pórů?
- @jakemcgregor I ‚ si nejsem jistý. Nemyslím si, ‚ že by se tomu říkalo stres, protože je to síla generovaná kapsami, která může být nejednotná a může se v celé látce lišit. Ale já ‚ nejsem geolog, možná kombinují termíny.
- Neříkáte nic o tenzorové povaze stresu na rozdíl od skalární povahy tlaku. Například tlak plynu souvisí také s vnitřními silami molekul plynu.
Odpověď
Vzhledem k tenzoru napětí $ \ mathbf {\ sigma} $, který má obecně 9 složek, je tlak (minimálně v mechanice kontinua) definován jako $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Takže tlak v bodě kontinua je průměrem tří normálových napětí v bodě. Off-diagonální podmínky se projevují jako smykové napětí.
Je těžké říci „stres“, aniž byste byli ve své otázce konkrétnější, protože stres není skalární.Tlak se vždy liší od stresu, ale oba spolu souvisejí.
Komentáře
- Tlak se vždy liší od stresu, protože tlak je skalární. Pokud vím, tlak je definován jako tlakové izotropní normální napětí. Podle této definice má tlak směrové znaménko (kladné pro tlakové?) A velikost? Touto definicí se také zdá, že tlak je definován jako speciální případ stresu (jednoduchá stresová situace). Pokud je to pravda, lze tlak tekutiny nazvat stresem tekutiny? Můj zdroj: en.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
odpověď
Rozdíl mezi napětím a tlakem souvisí s rozdílem mezi izotropní a anizotropní silou. Existuje sekce Wikipedia o rozkladu Cauchyova napětí $ \ boldsymbol {\ sigma} $ na „hydrostatické“ a „deviátorové“ komponenty, $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$, kde je tlak $ p $ $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ kde $ \ mathbf {I} $ je matice identity $ 3 \ krát 3 $ a kde $ \ mathbf {s} $ je stopová složka $ \ boldsymbol {\ sigma} $.
Propojený článek ve skutečnosti poskytuje celkem dobré intuitivní vysvětlení $ p \ mathbf {I} $:
(Z článku) Střední tenzor hydrostatického stresu $ p \ mathbf {I} $, které má tendenci měnit objem namáhaného těla.
Z toho vyplývá, že povrchová síla, kterou zažívá rovina s normální vektor $ \ mathbf {n} $ je dán $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$, které pro čistě hydrostatické namáhání stává $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ které poi nts ve stejném směru jako normála k rovině. To v podstatě znamená, že kostka materiálu bude chtít expandovat jako balón, pokud $ p > 0 $, a kontraktovat, pokud $ p < 0 $.
Deviátorská složka mezitím znamená, že ve hře jsou síly, které prostě nemají tendenci věci rozšiřovat nebo smršťovat, například smykové síly.
Co třeba příklad, kdy tlak a napětí nejsou stejné?
V pevné, čisté smykové vlně mohou existovat. Na rozdíl od akustických tlakových vln mají smykové vlny konstantní tlak; síly, které vlnu šíří, nejsou způsobeny tlakem, ale jsou způsobeny smykovou deformací.
Komentáře
- Takže pokud máte pouze kompresní izotropní normální napětí, nazývá se to hydrostatický tlak nebo jen tlak. Tlak je tedy normální složka působící v kompresi, která tvoří napětí? Mohu říci, že mám tekutinové napětí +100 psi a stejně správné, jako když říkám, že mám tlak kapaliny 100 psi?
- @jakemcgregor: Ano, pokud vím, tlak je normální složkou stresu. Pokud se v izotropní tekutině pokusíte stříhat, neexistuje žádná obnovovací síla (protože ‚ sa tekutina se může pohybovat), takže ‚ ve skutečnosti není možné mít deviátorové (nenormální) namáhání, takže stres a tlak jsou, co se týče formulace, trochu zaměnitelné. Ale pokud jste ‚ smíchali kameny a věci, mohlo by to být komplikovanější.
- V kapalině určitě můžete mít deviátorová napětí. Bez nich by tekutina netečela! Například v newtonovské tekutině je deviátorové napětí úměrné tenzoru “ deformační rychlosti “ viskozitou.
- @TylerOlsen viz můj komentář výše k DumpsterDoofus a můj komentář k odpovědi tpg2114 ‚ (níže). Jaké jsou vaše myšlenky?
Odpověď
Tlak je kolmý na objekt, jedná se pouze o vnější sílu. Tlak způsobuje napětí uvnitř objektu, takže napětí je vnitřní síla.
Komentáře
- Možná budete chtít zahrnout některé z požadovaných příkladů, které ukazují jeden proti druhému a co se stane, když ‚ nejsou si rovni.
Odpovědět
Tlak je vnější síla, při působení na jiné tělo je účinek snadno viditelný na vnější část těla a nejprve působil na vnější oblast těla. V případě napětí je molekulární deformace vyvinuta uvnitř těla a napětí je generováno pomalu pomalu ve vnitřní části jakéhokoli objektu v důsledku zatížení. A jednoduše tlak ovlivňoval vnější oblast těla a stres ovlivňoval tělo vnitřně. Stres je pozorován v důsledku aplikovaného zatížení, zatímco tlak je jakousi zátěží těla.
Odpovědět
kdykoli se na objekt automaticky aplikuje vnější síla, uvnitř objektu se vytvoří obnovovací síla, aby se omezila deformace objekt.Poměr obnovovací síly kolmé k povrchu k ploše se označuje jako napětí. Poměr vnější síly kolmé k povrchu k ploše se označuje jako tlak.
například když stisknete kuličku a použijete tlak a na co na vás koule působí, je stres a pokud oba r, které se nerovnají jednomu, dominuje nad jiným tlakem, je vnější síla a stres je vnitřní síla
Komentáře
- A co požadované příklady?
- Pamatujte: Přečtěte si otázku. Odpovědět na otázku. To vám pomůže napsat více vysoce hodnocených odpovědí. Pokud chcete, můžete také své odpovědi smazat.
Napsat komentář