Jaka jest różnica między stresem a presją?
On 13 lutego, 2021 by adminJaka jest różnica między stress a ciśnienie ? Czy są jakieś intuicyjne przykłady, które wyjaśniają różnicę między nimi? Co powiesz na przykład, kiedy presja i stres nie są równe?
Komentarze
- Jak widać z odpowiedzi, trudno jest założyć, co ” intuicyjny ” jest dla Ciebie i jaki masz poziom oczekiwań, nie będąc bardziej szczegółowym.
- Powstało pytanie czytając o przeciążeniu (stresie), en.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . Połączony artykuł definiuje je jako oba. Miałem nadzieję, że nauczę się rozróżniać te dwa elementy za pomocą wyjaśnienia, które zrozumiałby uczeń szkoły średniej lub student inżynierii.
- Stres to tensor walencyjny 2 (reprezentowany przez macierz). ” Ciśnienie ” to szczególny przypadek: tensor naprężenia, który można zapisać jako ” ilość skalarna ” ( tj. w postaci $ p \, \ mathrm {id} _3 $, gdzie macierz $ \ mathrm {id} _3 $ to $ 3 \ times3 $ identity i $ p $ skalar ciśnienia).
Odpowiedź
Ciśnienie definiuje się jako siła na jednostkę powierzchni przyłożona do przedmiotu w kierunku prostopadłym do powierzchni. I naturalnie ciśnienie może powodować stres wewnątrz obiektu. Natomiast naprężenie jest właściwością ciała pod obciążeniem i jest związane z siłami wewnętrznymi . Definiuje się to jako reakcję wywołaną przez cząsteczki ciała pod wpływem pewnego działania, która może spowodować pewne odkształcenie. Intensywność tych dodatkowych sił wytwarzanych na jednostkę powierzchni jest znana jako naprężenie (ładny obrazek z Wikipedii):
EDYTUJ KOMENTARZE
Nadkład Ciśnienie lub ciśnienie litostatyczne to przypadek, w którym siła grawitacji własnej masy obiektu wytwarza ciśnienie i powoduje naprężenie w glebie lub słupie skalnym. Naprężenie to rośnie wraz z masą ( lub głębokość). Ten typ naprężenia jest jednolity, ponieważ siła grawitacji jest jednolita.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Ciśnienie litostatyczne obejmuje ciężar atmosfery, a jeśli znajduje się pod oceanem lub jeziorem, ciężar słupa wody powyżej tego Jednak w porównaniu z ciśnieniem spowodowanym ciężarem skał powyżej, wielkość ciśnienia spowodowanego ciężarem wody i powietrza nad skałą jest znikoma, z wyjątkiem powierzchni ziemi. Jedynym sposobem na zmianę litostatycznego ciśnienia na skałę jest zmiana głębokości skały w ziemi.
Ponieważ jest to przyłożona jednolita siła w całej substancji, głównie ze względu na samą substancję, terminy ciśnienie i naprężenie są w pewnym stopniu zamienne, ponieważ ciśnienie można postrzegać jako siłę zewnętrzną i wewnętrzną.
W przypadku, gdy nie są one równe, wystarczy spojrzeć że jest to obraz linijki. Jeśli nacisk zostanie zastosowany na drugim końcu (na górze obrazu), powoduje to nierówne naprężenie wewnątrz linijki, szczególnie tam, gdzie wewnętrzne naprężenie jest wysokie w rogach.
Komentarze
- Jeśli chodzi o płyny i ciśnienie, płyn w przestrzeni międzywęzłowej lub porowej skały jest zwykle określany jako mający ciśnienie porowe lub ciśnienie płynu. Czy określenie naprężenia porowego lub płynu byłoby niewłaściwe stres? Jeśli dobrze rozumiem, z innych odpowiedzi na pierwotne pytanie oraz z wyjaśnienia znajdującego się tutaj: en.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics wydaje się, że ciśnienie jest normalnym składnikiem stresu. Więc jeśli wszystkie inne składniki są zerowe, pozostaje ci tylko ciśnienie, które tworzy naprężenie. Zatem możesz powiedzieć naprężenie porów?
- @jakemcgregor I ' Nie jestem pewien. Nie ' nie sądzę, aby można to nazwać stresem, ponieważ jest to siła generowana przez kieszonki, która może być niejednorodna i różna w całej substancji. Ale ja ' nie jestem geologiem, być może oni mieszają terminy.
- Nic nie mówisz o tensorowej naturze stresu w przeciwieństwie do skalarnej natury ciśnienia. Na przykład ciśnienie gazu jest również powiązane z wewnętrznymi siłami cząsteczek gazu.
Odpowiedź
Biorąc pod uwagę tensor naprężenia $ \ mathbf {\ sigma} $, który ma ogólnie 9 składników, ciśnienie (przynajmniej w mechanice kontinuum) jest zdefiniowane jako $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Zatem ciśnienie w punkcie kontinuum jest średnią z trzech normalnych naprężeń w tym punkcie. Terminy poza przekątną przejawiają się jako naprężenie ścinające.
Trudno jest powiedzieć „stres” bez bardziej szczegółowego zadawania pytania, ponieważ stres nie jest skalarem.Ciśnienie zawsze różni się od stresu, ale oba są ze sobą powiązane.
Komentarze
- Ciśnienie zawsze różni się od naprężenia, ponieważ ciśnienie jest skalarem. O ile wiem, ciśnienie definiuje się jako ściskające izotropowe naprężenie normalne. Zgodnie z tą definicją ciśnienie ma znak kierunku (dodatni dla ściskania?) I wielkość? Wydaje się również, że zgodnie z tą definicją presja jest definiowana jako szczególny przypadek stresu (prosta sytuacja stresowa). Jeśli to prawda, czy ciśnienie płynu można nazwać stresem płynów? Moje źródło: en.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
Odpowiedź
Różnica między naprężeniem a ciśnieniem ma związek z różnicą między siłą izotropową i anizotropową. Istnieje sekcja „Wikipedia poświęcona rozkładowi naprężenia Cauchyego $ \ boldsymbol {\ sigma} $ na komponenty„ hydrostatyczne ”i„ dewiatoryczne ”, $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$ gdzie ciśnienie $ p $ wynosi $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ gdzie $ \ mathbf {I} $ to $ 3 \ razy 3 $ macierz tożsamości, a $ \ mathbf {s} $ to bezśladowy składnik $ \ boldsymbol {\ sigma} $.
Podlinkowany artykuł w rzeczywistości daje całkiem dobre, intuicyjne wyjaśnienie $ p \ mathbf {I} $:
(Z artykułu) Średni tensor naprężenia hydrostatycznego $ p \ mathbf {I} $, który ma tendencję do zmiany objętości ciała poddawanego naprężeniu.
Wynika to z faktu, że siła powierzchniowa, jakiej doświadcza samolot o wektor $ \ mathbf {n} $ jest podawany przez $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$, co oznacza czysto hydrostatyczne obciążenie staje się $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ który poi nts w tym samym kierunku co normalna do płaszczyzny. Zasadniczo oznacza to, że sześcian materiału będzie chciał rozszerzyć się jak balon, jeśli $ p > 0 $, i skurczyć się, jeśli $ p < 0 $.
Tymczasem składnik dewiatoryczny oznacza, że w grę wchodzą siły, które nie tylko mają tendencję do rozszerzania się lub kurczenia, takie jak siły ścinające.
A co z przykładem, kiedy ciśnienie i naprężenie nie są równe?
W stałych, czystych falach poprzecznych mogą istnieć. W przeciwieństwie do fal ciśnienia akustycznego, fale poprzeczne mają stałe ciśnienie; siły, które propagują falę, nie są spowodowane ciśnieniem, ale są spowodowane odkształceniem ścinającym.
Komentarze
- Więc jeśli masz tylko normalne naprężenie ściskające izotropowe, nazywa się to ciśnieniem hydrostatycznym lub po prostu ciśnieniem. Więc ciśnienie jest normalnymi składnikami działającymi w ściskaniu, które tworzą naprężenie? równie poprawne, jak stwierdzenie, że mam ciśnienie płynu 100 psi
- @jakemcgregor: Tak, o ile wiem, ciśnienie jest normalnym składnikiem stresu. W płynie izotropowym, jeśli spróbujesz go ścinać, nie ma siły przywracającej (ponieważ ' jest płynem i może się poruszać), więc ' naprawdę nie można mieć naprężeń dewiatorycznych (nienormalnych), więc stres i ciśnienie są w pewnym sensie wymienne, jeśli chodzi o sformułowanie. Ale jeśli ' masz zmieszane kamienie i inne rzeczy, może to być bardziej skomplikowane.
- Z pewnością możesz mieć naprężenia odchylające w płynie. Bez nich płyn nie płynąłby! Na przykład w płynie newtonowskim naprężenie dewiatoryczne jest proporcjonalne do ” szybkości odkształcania ” tensora poprzez lepkość.
- @TylerOlsen zobacz mój komentarz powyżej do DumpsterDoofus i mój komentarz do odpowiedzi tpg2114 ' (poniżej). Co o tym myślisz?
Odpowiedź
Ciśnienie jest prostopadłe do obiektu, jest to tylko siła zewnętrzna. Ciśnienie powoduje naprężenie wewnątrz obiektu, więc naprężenie jest siłą wewnętrzną.
Komentarze
- Możesz dołączyć niektóre z żądanych przykładów, które pokazują jedno z drugim i co się dzieje, gdy ' nie są równe.
Odpowiedź
Nacisk jest siłą zewnętrzną, która po przyłożeniu do innego ciała jest dobrze widoczna na zewnętrznej części ciała i najpierw wpłynęła na zewnętrzną część ciała. W przypadku naprężenia, odkształcenie molekularne rozwija się wewnątrz ciała, a naprężenie jest generowane powoli w wewnętrznej części dowolnego obiektu pod wpływem obciążenia. I po prostu nacisk wywierał wpływ na zewnętrzną część ciała, a stres działał na ciało wewnątrz. Stres jest obserwowany z powodu przyłożonego obciążenia, podczas gdy nacisk jest rodzajem obciążenia na ciało.
Odpowiedz
zawsze, gdy do obiektu zostanie automatycznie przyłożona siła zewnętrzna, wewnątrz obiektu powstaje siła przywracająca, aby ograniczyć odkształcenie obiekt.Stosunek siły przywracającej prostopadłej do powierzchni do powierzchni nazywany jest naprężeniem. Stosunek siły zewnętrznej prostopadłej do powierzchni do powierzchni nazywany jest naciskiem.
na przykład, gdy naciskasz piłkę ciśnienie i to, co wywiera na ciebie piłka, jest stresem, a jeśli oba r nie są równe od jednego dominują nad innymi, ciśnienie jest siłą zewnętrzną, a stres jest siłą wewnętrzną.
Komentarze
- A co z żądanymi przykładami?
- Pamiętaj: przeczytaj pytanie. Odpowiedz na pytanie. Pomoże Ci to napisać więcej wysoko ocenianych odpowiedzi. Możesz także usunąć swoje odpowiedzi, jeśli chcesz.
Dodaj komentarz