Qual é a diferença entre estresse e pressão?
On Fevereiro 13, 2021 by adminQual é a diferença entre estresse e pressão ? Existem exemplos intuitivos que explicam a diferença entre os dois? Que tal um exemplo de quando a pressão e o estresse não são iguais?
Comentários
- Como você pode ver pelas respostas, é difícil presumir o que ” intuitivo ” é para você e que nível de expectativas você tem, sem ser mais específico.
- A questão surgiu ao ler sobre Overburden Pressure (stress), en.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . O artigo vinculado o define como ambos. Eu esperava aprender a distinguir os dois usando uma explicação que um aluno do ensino médio ou um estudante de engenharia entenderia.
- Tensão é tensor de valência 2 (representado por uma matriz). ” Pressão ” é um caso especial: um tensor de tensão que pode ser escrito como um ” escalar ” quantidade ( ie da forma $ p \, \ mathrm {id} _3 $, onde $ \ mathrm {id} _3 $ matriz é a identidade $ 3 \ times3 $ e $ p $ o escalar de pressão).
Resposta
A pressão é definida como força por unidade de área aplicada a um objeto em uma direção perpendicular à superfície. E, naturalmente, a pressão pode causar estresse dentro de um objeto. Considerando que o estresse é propriedade do corpo sob carga e está relacionado às forças internas . É definida como uma reação produzida pelas moléculas do corpo sob alguma ação que pode produzir alguma deformação. A intensidade dessas forças adicionais produzidas por unidade de área é conhecida como estresse (uma bela imagem da Wikipedia):
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A pressão de sobrecarga ou pressão litostática é um caso em que a força da gravidade da própria massa do objeto cria pressão e resulta em tensão no solo ou coluna de rocha. Essa tensão aumenta à medida que a massa ( ou profundidade) aumenta. Este tipo de tensão é uniforme porque a força da gravidade é uniforme.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Incluído na pressão litostática estão o peso da atmosfera e, se abaixo de um oceano ou lago, o peso da coluna de água acima desse ponto na terra. No entanto, em comparação com a pressão causada pelo peso das rochas acima, a quantidade de pressão devido ao peso da água e do ar acima de uma rocha é insignificante, exceto na superfície da terra. A única maneira de a pressão litostática em uma rocha mudar é a profundidade da rocha dentro da terra mudar.
Uma vez que esta é uma força uniforme aplicada em toda a substância devido principalmente à própria substância, os termos pressão e estresse são um tanto intercambiáveis porque a pressão pode ser vista como uma força externa e interna.
Para um caso em que não são iguais, basta olhar que a imagem da régua. Se a pressão for aplicada na extremidade (parte superior da imagem), ela criará uma tensão desigual dentro da régua, especialmente onde a tensão interna é alta nos cantos.
Comentários
- Com relação aos fluidos e pressão, o fluido dentro do espaço intersticial ou espaço dos poros da rocha é normalmente referido como tendo pressão dos poros ou pressão do fluido. Seria incorreto dizer estresse dos poros ou fluido estresse? Se bem entendi, pelas outras respostas à pergunta original e por uma explicação encontrada aqui: en.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics parece que a pressão é o componente normal do estresse. Portanto, se todos os outros componentes são zero, resta apenas a pressão que compõe o estresse. Assim, você pode dizer estresse de poro?
- @jakemcgregor I ‘ Não tenho certeza. Eu não ‘ não acho que seria chamado de estresse porque é uma força gerada por bolsas que podem ser não uniformes e variar em toda a substância. Mas eu ‘ não sou geólogo, talvez eles misturem os termos.
- Você não diz nada sobre a natureza tensorial da tensão em oposição à natureza escalar da pressão. Além disso, a pressão do gás, por exemplo, está relacionada às forças internas das moléculas do gás.
Resposta
Dado um tensor de tensão $ \ mathbf {\ sigma} $, que tem 9 componentes em geral, a pressão (pelo menos na mecânica do contínuo) é definida como $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Portanto, a pressão em um ponto no contínuo é a média das três tensões normais no ponto. Os termos fora da diagonal se manifestam como tensão de cisalhamento.
É difícil dizer “estresse” sem ser mais específico em sua pergunta porque o estresse não é um escalar.Pressão é sempre diferente de estresse, mas os dois estão relacionados.
Comentários
- A pressão é sempre diferente do estresse porque a pressão é um escalar. Até onde eu sei, a pressão é definida como estresse normal isotrópico compressivo. Por esta definição, a pressão tem um sinal de direção (positivo para compressão?) E uma magnitude? Além disso, por esta definição, parece que a pressão é definida como um caso especial de estresse (situação de estresse simples). Se isso for verdade, a pressão do fluido pode ser chamada de estresse do fluido? Minha fonte: en.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
Resposta
A diferença entre estresse e pressão tem a ver com a diferença entre força isotrópica e anisotrópica. Há uma seção da Wikipedia sobre a decomposição da tensão de Cauchy $ \ boldsymbol {\ sigma} $ em componentes “hidrostáticos” e “desviantes”, $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$ onde a pressão $ p $ é $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ onde $ \ mathbf {I} $ é a matriz identidade $ 3 \ times 3 $, e onde $ \ mathbf {s} $ é o componente sem rastros de $ \ boldsymbol {\ sigma} $.
O artigo vinculado realmente fornece uma explicação intuitiva muito boa de $ p \ mathbf {I} $:
(Do artigo) Um tensor de tensão hidrostática média $ p \ mathbf {I} $, que tende a alterar o volume do corpo estressado.
Isso ocorre porque a força de superfície experimentada por um plano com normal o vetor $ \ mathbf {n} $ é dado por $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$ que para um estresse puramente hidrostático torna-se $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ que poi nts na mesma direção que a normal para o plano. Isso basicamente significa que um cubo de material vai querer se expandir como um balão se $ p > 0 $ e se contrair se $ p < 0 $.
Enquanto isso, o componente desviante significa que há forças em jogo que não tendem apenas a expandir ou contrair coisas, como forças de cisalhamento.
Que tal um exemplo de quando a pressão e a tensão não são iguais?
Em um sólido, podem existir ondas de cisalhamento puras. Ao contrário das ondas de pressão acústica, as ondas de cisalhamento têm pressão constante; as forças que propagam a onda não são devidas à pressão, mas sim à deformação de cisalhamento.
Comentários
- Então, se você tiver apenas estresse normal isotrópico compressivo, é chamado de pressão hidrostática ou apenas pressão. Então, a pressão é os componentes normais agindo na compressão que compõem o estresse? Posso dizer que tenho estresse de fluido de +100 psi e ser igualmente correto como dizer que tenho pressão de fluido de 100 psi?
- @jakemcgregor: Sim, pelo que eu sei, a pressão é o componente normal do estresse. Em um fluido isotrópico, se você tentar cortá-lo, não há força restauradora (porque ele ‘ é um fluido e pode se mover), então ‘ não é realmente possível ter tensões desviadoras (não normais), portanto, tensão e pressão são meio que intercambiáveis no que diz respeito ao texto. Mas se você ‘ misturou pedras e outras coisas, pode ser mais complicado.
- Você certamente pode ter tensões desviantes em um fluido. Sem eles, o fluido não fluiria! Em um fluido newtoniano, por exemplo, a tensão desviante é proporcional à ” taxa de deformação ” tensor via viscosidade.
- @TylerOlsen veja meu comentário acima para DumpsterDoofus e meu comentário para tpg2114 ‘ a resposta (abaixo). Quais são seus pensamentos?
Resposta
A pressão é perpendicular ao objeto, é apenas uma força externa. A pressão causa estresse dentro do objeto, então o estresse é uma força interna.
Comentários
- Você pode querer incluir alguns dos exemplos solicitados que mostram um contra o outro e o que acontece quando eles ‘ não são iguais.
Resposta
A pressão é uma força externa, quando aplicada em outro corpo, o efeito é facilmente visto na parte externa do corpo e afetou primeiro a área externa do corpo. No caso do estresse, a deformação molecular se desenvolve internamente ao corpo e o estresse é gerado lentamente, lentamente, na parte interna de qualquer objeto devido à carga. E simplesmente a pressão afetou a área externa do corpo e o estresse afetou o corpo internamente. O estresse é observado devido à carga aplicada, enquanto a pressão é uma espécie de carga no corpo.
Resposta
sempre que uma força externa é aplicada no objeto automaticamente, uma força restauradora é desenvolvida dentro do objeto para restringir a deformação do objeto.A proporção da força restauradora perpendicular à superfície e à área é conhecida como estresse. A proporção da força externa perpendicular à superfície e à área é conhecida como pressão.
por exemplo, se você pressionar uma bola ao aplicar pressão e o que a bola se aplica a você é o estresse e se ambos r diferentes de um dominar sobre o outro, a pressão é uma força externa e o estresse é uma força interna
Comentários
- E sobre os exemplos solicitados?
- Lembre-se: leia a pergunta. Responda à pergunta. Isso o ajudará a escrever respostas mais bem avaliadas. Além disso, você pode excluir suas respostas, se desejar.
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