¿Cuál es la diferencia entre estrés y presión?
On febrero 13, 2021 by admin¿Cuál es la diferencia entre estrés y presión ? ¿Hay ejemplos intuitivos que expliquen la diferencia entre los dos? ¿Qué tal un ejemplo de cuando la presión y el estrés no son iguales?
Comentarios
- Como puede ver en las respuestas, es difícil asumir qué » intuitivo » es para ti y qué nivel de expectativas tienes sin ser más específico.
- La pregunta surgió sobre al leer sobre Overburden Pressure (estrés), en.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . El artículo vinculado lo define como ambos. Tenía la esperanza de aprender a distinguir los dos usando una explicación que un estudiante de secundaria o un estudiante de ingeniería entendería.
- El estrés es el tensor de valencia 2 (representado por una matriz). » La presión » es un caso especial: un tensor de tensión que se puede escribir como » escalar » cantidad ( es decir de la forma $ p \, \ mathrm {id} _3 $, donde $ \ mathrm {id} _3 $ matriz es $ 3 \ times3 $ identidad y $ p $ el escalar de presión).
Respuesta
La presión se define como fuerza por unidad de área aplicada a un objeto en una dirección perpendicular a la superficie. Y, naturalmente, la presión puede causar estrés dentro de un objeto. Mientras que el estrés es propiedad del cuerpo bajo carga y está relacionado con las fuerzas internas . Se define como una reacción producida por las moléculas del cuerpo bajo alguna acción que puede producir alguna deformación. La intensidad de estas fuerzas adicionales producidas por unidad de área se conoce como estrés (imagen bonita de wikipedia):
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La presión de sobrecarga o presión litoestática es un caso en el que la fuerza de gravedad de la propia masa del objeto crea presión y produce tensión en el suelo o la columna de roca. Esta tensión aumenta a medida que la masa ( o profundidad) aumenta. Este tipo de tensión es uniforme porque la fuerza de gravedad es uniforme.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Incluido en la presión litostática está el peso de la atmósfera y, si está debajo de un océano o lago, el peso de la columna de agua sobre ese Sin embargo, en comparación con la presión causada por el peso de las rocas encima, la cantidad de presión debida al peso del agua y el aire sobre una roca es insignificante, excepto en la superficie de la tierra. La única forma de que cambie la presión litostática sobre una roca es que cambie la profundidad de la roca dentro de la tierra.
Dado que se aplica una fuerza uniforme en toda la sustancia debido principalmente a la sustancia en sí, los términos presión y estrés son algo intercambiables porque la presión puede verse como una fuerza externa e interna.
Para un caso en el que no son iguales, solo mire que la imagen de la regla. Si se aplica presión en el extremo más alejado (parte superior de la imagen), se crea una tensión desigual dentro de la regla, especialmente donde la tensión interna es alta en las esquinas.
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- Con respecto a los fluidos y la presión, el fluido dentro del espacio intersticial o espacio poroso de la roca generalmente se refiere a tener presión de poro o presión de fluido. estrés? Si lo entiendo correctamente, de las otras respuestas a la pregunta original y de una explicación que se encuentra aquí: en.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics parece que la presión es el componente normal del estrés. Entonces, si todos los demás componentes son cero, solo te queda presión para compensar el estrés. Entonces, ¿puede decir estrés poroso?
- @jakemcgregor I ‘ no estoy seguro. No ‘ creo que se llamaría estrés porque es una fuerza generada por bolsas que pueden no ser uniformes y variar a lo largo de la sustancia. Pero yo ‘ no soy un geólogo, quizás ellos mezclan los términos.
- No dice nada acerca de la naturaleza tensorial de la tensión en oposición a la naturaleza escalar de la presión. Además, la presión del gas, por ejemplo, está relacionada con las fuerzas internas de las moléculas del gas.
Respuesta
Dado un tensor de estrés $ \ mathbf {\ sigma} $, que tiene 9 componentes en general, la presión (en la mecánica continua al menos) se define como $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Entonces, la presión en un punto del continuo es el promedio de las tres tensiones normales en ese punto. Los términos fuera de la diagonal se manifiestan como esfuerzo cortante.
Es difícil decir «estrés» sin ser más específico en su pregunta porque el estrés no es un escalar.La presión siempre es diferente del estrés, pero los dos están relacionados.
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- La presión siempre es diferente del estrés porque la presión es un escalar. Hasta donde yo sé, la presión se define como tensión normal isotrópica compresiva. Según esta definición, la presión tiene un signo de dirección (¿positivo para compresiva?) Y una magnitud? Además, según esta definición, parece que la presión se define como un caso especial de estrés (situación de estrés simple). Si esto es cierto, ¿se puede llamar a la presión del fluido estrés del fluido? Mi fuente: en.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
Respuesta
La diferencia entre estrés y presión tiene que ver con la diferencia entre fuerza isotrópica y anisotrópica. Hay una sección de Wikipedia sobre la descomposición de la tensión de Cauchy $ \ boldsymbol {\ sigma} $ en componentes «hidrostáticos» y «desviadores», $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$ donde la presión $ p $ es $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ donde $ \ mathbf {I} $ es la matriz de identidad $ 3 \ times 3 $, y donde $ \ mathbf {s} $ es el componente sin rastro de $ \ boldsymbol {\ sigma} $.
El artículo vinculado en realidad ofrece una explicación intuitiva bastante buena de $ p \ mathbf {I} $:
(Del artículo) Un tensor de esfuerzo hidrostático medio $ p \ mathbf {I} $, que tiende a cambiar el volumen del cuerpo estresado.
Esto se debe a que la fuerza superficial experimentada por un plano con vector $ \ mathbf {n} $ viene dado por $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$ que para un esfuerzo puramente hidrostático se convierte en $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ cuál poi nts en la misma dirección que la normal al plano. Esto básicamente significa que un cubo de material querrá expandirse como un globo si $ p > 0 $, y contraerse si $ p < 0 $.
Mientras tanto, el componente desviador significa que hay fuerzas en juego que no solo tienden a expandirse o contraerse, como las fuerzas de corte.
¿Qué tal un ejemplo de cuando la presión y la tensión no son iguales?
En un sólido, pueden existir ondas de corte puras. A diferencia de las ondas de presión acústica, las ondas de corte tienen una presión constante; las fuerzas que propagan la onda no se deben a la presión, sino a la deformación por corte.
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- Entonces, si solo tiene un estrés normal isotrópico de compresión, se llama presión hidrostática o simplemente presión. Entonces, ¿la presión son los componentes normales que actúan en compresión y que componen el estrés? Puedo decir que tengo un estrés de fluido de +100 psi y ser igualmente correcto como decir que tengo una presión de fluido de 100 psi?
- @jakemcgregor: Sí, hasta donde yo sé, la presión es el componente normal del estrés. En un fluido isotrópico, si intenta cortarlo, no hay fuerza de restauración (porque es ‘ un fluido y puede moverse), por lo que ‘ No es realmente posible tener tensiones desviadoras (no normales), por lo que la tensión y la presión son algo intercambiables en lo que respecta a la redacción. Pero si ‘ tiene rocas y otras cosas mezcladas, podría ser más complicado.
- Ciertamente, puede tener tensiones desviadoras en un fluido. ¡Sin ellos, el fluido no fluiría! En un fluido newtoniano, por ejemplo, la tensión desviadora es proporcional al tensor de » tasa de deformación » a través de la viscosidad.
- @TylerOlsen vea mi comentario anterior a DumpsterDoofus y mi comentario a la respuesta de tpg2114 ‘ (abajo). ¿Cuáles son sus pensamientos?
Respuesta
La presión es perpendicular al objeto, es solo una fuerza externa. La presión causa estrés dentro del objeto, por lo que el estrés es una fuerza interna.
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- Es posible que desee incluir algunos de los ejemplos solicitados que muestran uno frente al otro y qué sucede cuando ‘ no son iguales.
Respuesta
La presión es una fuerza externa, cuando se aplica sobre otro cuerpo, el efecto se ve fácilmente en la parte externa del cuerpo y primero afecta el área externa del cuerpo. En el caso del estrés, la deformación molecular se desarrolla en el interior del cuerpo y el estrés se genera lentamente en la parte interna de cualquier objeto debido a la carga. Y simplemente la presión afectó el área exterior del cuerpo y el estrés afectó al cuerpo internamente. El estrés se observa debido a la carga aplicada, mientras que la presión es una especie de carga en el cuerpo.
Responder
siempre que se aplica una fuerza externa sobre el objeto automáticamente, se desarrolla una fuerza de restauración dentro del objeto para restringir la deformación del objeto.La relación entre la fuerza de restauración perpendicular a la superficie y el área se conoce como tensión. La relación entre la fuerza externa perpendicular a la superficie y el área se conoce como presión.
por ejemplo, si presiona una bola que está aplicando presión y lo que la pelota te aplica es estrés y si ambos r no son iguales que uno domina sobre otro, la presión es una fuerza externa y el estrés es una fuerza interna
Comentarios
- ¿Qué pasa con los ejemplos solicitados?
- Recuerde: lea la pregunta. Responde la pregunta. Eso te ayudará a escribir respuestas con más calificaciones. Además, puede eliminar sus respuestas, si lo desea.
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