Qualè la differenza tra stress e pressure?
Su Febbraio 13, 2021 da adminQual è la differenza tra stress e pressione ? Esistono esempi intuitivi che spiegano la differenza tra i due? Che ne dici di un esempio di quando pressione e stress non sono uguali?
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- Come puoi vedere dalle risposte, è difficile supporre cosa ” intuitivo ” è per te e per quale livello di aspettative hai senza essere più specifico.
- La domanda è nata durante la lettura di Overburden Pressure (stress), en.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . Larticolo collegato lo definisce come entrambi. Avevo sperato di imparare a distinguere i due utilizzando una spiegazione che uno studente di scuola superiore o uno studente di ingegneria avrebbe capito.
- Lo stress è il tensore di valenza 2 (rappresentato da una matrice). ” Pressione ” è un caso speciale: un tensore dello stress che può essere scritto come ” scalare ” quantità ( ie della forma $ p \, \ mathrm {id} _3 $, dove $ \ mathrm {id} _3 $ matrice è $ 3 \ times3 $ identità e $ p $ lo scalare della pressione).
Risposta
La pressione è definita come forza per unità di area applicata a un oggetto in una direzione perpendicolare alla superficie. E naturalmente la pressione può causare stress allinterno di un oggetto. Mentre lo stress è proprietà del corpo sotto carico ed è correlato alle forze interne . È definita come una reazione prodotta dalle molecole del corpo sotto unazione che può produrre una certa deformazione. Lintensità di queste forze aggiuntive prodotte per unità di area è nota come stress (bella immagine da wikipedia):
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La pressione di sovraccarico o pressione litostatica è un caso in cui la forza di gravità della massa stessa delloggetto crea pressione e si traduce in una sollecitazione sul suolo o sulla colonna rocciosa. Questa sollecitazione aumenta con la massa ( o profondità) aumenta. Questo tipo di sollecitazione è uniforme perché la forza di gravità è uniforme.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Nella pressione litostatica sono inclusi il peso dellatmosfera e, se sotto un oceano o un lago, il peso della colonna dacqua al di sopra di quella punto nella terra Tuttavia, rispetto alla pressione causata dal peso delle rocce sopra, la quantità di pressione dovuta al peso dellacqua e dellaria sopra una roccia è trascurabile, tranne che sulla superficie terrestre. Lunico modo per cambiare la pressione litostatica su una roccia è cambiare la profondità della roccia allinterno della terra.
Poiché si tratta di una forza uniforme applicata in tutta la sostanza, principalmente a causa della sostanza stessa, i termini pressione e stress sono in qualche modo intercambiabili perché la pressione può essere vista sia come una forza esterna che interna.
Per un caso in cui non sono uguali, basta guardare che limmagine del righello. Se la pressione viene applicata allestremità (parte superiore dellimmagine), si crea una tensione disuguale allinterno del righello, specialmente dove la tensione interna è elevata agli angoli.
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- Per quanto riguarda i fluidi e la pressione, il fluido allinterno dello spazio interstiziale o dello spazio poroso della roccia è generalmente indicato con pressione dei pori o pressione del fluido. Non sarebbe corretto dire stress poro o fluido stress? Se ho capito bene, dalle altre risposte alla domanda originale e da una spiegazione che trovate qui: en.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics sembra che la pressione sia la componente normale dello stress. Quindi, se tutti gli altri componenti sono zero, ti resta solo la pressione che compensa lo stress. Quindi, puoi dire stress dei pori?
- @jakemcgregor I ‘ non sono sicuro. Non ‘ penso che sarebbe chiamato stress perché è una forza generata dalle tasche che può essere non uniforme e variare in tutta la sostanza. Ma io ‘ non sono un geologo, forse mescolano i termini.
- Non dici nulla sulla natura tensoriale dello stress in opposizione alla natura scalare della pressione. Inoltre, la pressione del gas, ad esempio, è correlata alle forze interne delle molecole di gas.
Risposta
Dato un tensore delle tensioni $ \ mathbf {\ sigma} $, che ha 9 componenti in generale, la pressione (almeno nella meccanica del continuo) è definita come $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Quindi la pressione in un punto del continuum è la media delle tre sollecitazioni normali in quel punto. I termini fuori diagonale si manifestano come sforzo di taglio.
È difficile dire “stress” senza essere più specifici nella tua domanda perché lo stress non è uno scalare.La pressione è sempre diversa dallo stress, ma le due cose sono correlate.
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- La pressione è sempre diversa dallo stress perché la pressione è uno scalare. Per quanto ne so, la pressione è definita come stress normale isotropo di compressione. Con questa definizione la pressione ha un segno di direzione (positivo per compressivo?) E una grandezza? Inoltre, secondo questa definizione, sembra che la pressione sia definita come un caso speciale di stress (situazione di stress semplice). Se questo è vero, la pressione del fluido può essere chiamata stress del fluido? La mia fonte: en.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
Risposta
La differenza tra stress e pressione ha a che fare con la differenza tra forza isotropa e anisotropa. Cè “una sezione di Wikipedia sulla scomposizione dello stress di Cauchy $ \ boldsymbol {\ sigma} $ in componenti” idrostatiche “e” deviatoriche “, $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$ dove la pressione $ p $ è $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ dove $ \ mathbf {I} $ è la matrice di identità $ 3 \ times 3 $ e dove $ \ mathbf {s} $ è il componente senza traccia di $ \ boldsymbol {\ sigma} $.
Larticolo collegato fornisce in realtà una spiegazione abbastanza buona e intuitiva di $ p \ mathbf {I} $:
(Dallarticolo) Un tensore dello stress idrostatico medio $ p \ mathbf {I} $, che tende a modificare il volume del corpo sollecitato.
Ciò segue poiché la forza superficiale subita da un piano con normale il vettore $ \ mathbf {n} $ è dato da $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$ che per uno stress puramente idrostatico diventa $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ quale poi nts nella stessa direzione della normale al piano. Ciò significa fondamentalmente che un cubo di materiale vorrà espandersi come un pallone se $ p > 0 $ e contrarre se $ p < 0 $.
Nel frattempo, la componente deviatorica significa che ci sono forze in gioco che non tendono solo ad espandere o contrarre le cose, come le forze di taglio.
Che ne dici di un esempio di quando pressione e stress non sono uguali?
In un solido, possono esistere onde di taglio pure. A differenza delle onde di pressione acustica, le onde di taglio hanno una pressione costante; le forze che propagano londa non sono dovute alla pressione, ma sono dovute alla deformazione di taglio.
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- Quindi, se hai solo uno stress normale isotropo di compressione, si chiama pressione idrostatica o semplicemente pressione. Quindi la pressione sono i componenti normali che agiscono in compressione che compongono lo stress? Posso dire che ho uno stress del fluido di +100 psi ed essere altrettanto corretto come dire che ho una pressione del fluido di 100 psi?
- @jakemcgregor: Sì, per quanto ne so la pressione è la componente normale dello stress. In un fluido isotropo, se provi a tranciarlo, non cè forza di ripristino (perché ‘ è un fluido e può muoversi), quindi ‘ non è davvero possibile avere accenti deviatorici (non normali), quindi lo stress e la pressione sono in qualche modo intercambiabili per quanto riguarda la formulazione. Ma se ‘ hai rocce e cose mescolate, potrebbe essere più complicato.
- Puoi certamente avere sollecitazioni deviatoriche in un fluido. Senza di loro, il fluido non scorrerebbe! In un fluido newtoniano, ad esempio, la sollecitazione deviatorica è proporzionale al ” velocità di deformazione ” tensore tramite viscosità.
- @TylerOlsen vedi il mio commento sopra a DumpsterDoofus e il mio commento alla risposta di tpg2114 ‘ (sotto). Quali sono i tuoi pensieri?
Risposta
La pressione è perpendicolare alloggetto, è solo una forza esterna. La pressione causa stress allinterno delloggetto, quindi lo stress è una forza interna.
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- Potresti includere alcuni degli esempi richiesti che mostrano uno contro laltro e cosa succede quando ‘ non sono uguali.
Risposta
La pressione è una forza esterna, quando applicata su un altro corpo, leffetto è facilmente visibile sulla parte esterna del corpo e ha prima colpito larea esterna del corpo. In caso di stress, la deformazione molecolare si sviluppa allinterno del corpo e lo stress si genera lentamente lentamente nella parte interna di qualsiasi oggetto a causa del carico. E semplicemente la pressione ha colpito larea esterna del corpo e lo stress ha colpito il corpo internamente.Lo stress è osservato a causa del carico applicato, mentre la pressione è una sorta di carico su un corpo.
Risposta
ogni volta che una forza esterna viene applicata automaticamente alloggetto, una forza di ripristino viene sviluppata allinterno delloggetto per limitare la deformazione del oggetto.Il rapporto tra la forza di ripristino perpendicolare alla superficie rispetto allarea è noto come stress, mentre il rapporto tra la forza esterna perpendicolare alla superficie allarea è noto come pressione.
per esempio se si preme una palla che si sta applicando pressione e ciò che la palla applica a te è stress e se entrambi r non è uguale a uno domina sullaltro la pressione è una forza esterna e lo stress è una forza interna
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- E gli esempi richiesti?
- Ricorda: leggi la domanda. Rispondi alla domanda. Questo ti aiuterà a scrivere risposte più apprezzate. Inoltre, puoi eliminare le tue risposte, se lo desideri.
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