Vad är skillnaden mellan stress och tryck?
On februari 13, 2021 by adminVad är skillnaden mellan stress och tryck ? Finns det några intuitiva exempel som förklarar skillnaden mellan de två? Vad sägs om ett exempel på när tryck och stress inte är lika?
Kommentarer
- Som du ser av svaren är det svårt att anta vad ” intuitivt ” är för dig och vilken förväntningsnivå du har utan att vara mer specifik.
- Frågan kom till när du läser om överbelastningstryck (stress), en.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . Den länkade artikeln definierar den som båda. Jag hade hoppats på att lära mig att skilja mellan de två med hjälp av en förklaring som en gymnasieelever eller ingenjörsutbildning skulle förstå.
- Stress är valens 2 tensor (representerad av en matris). ” Tryck ” är ett specialfall: en spänningstensor som kan skrivas som en ” skalär ” kvantitet ( dvs. av formuläret $ p \, \ mathrm {id} _3 $, där $ \ mathrm {id} _3 $ matris är $ 3 \ times3 $ identiteten och $ p $ tryckskalaren).
Svar
Tryck definieras som kraft per ytenhet applicerad på ett objekt i en riktning vinkelrät mot ytan. Och naturligt tryck kan orsaka stress inuti ett objekt. Medan stress är egenskapen hos kroppen under belastning och är relaterad till de inre krafterna. Det definieras som en reaktion som produceras av kroppens molekyler under någon åtgärd som kan orsaka viss deformation. Intensiteten för dessa extra krafter som produceras per ytenhet kallas stress (vacker bild från wikipedia):
REDIGERA PER KOMMENTARER
Överbelastningstryck eller litostatiskt tryck är ett fall där tyngdkraften hos objektets egen massa skapar tryck och resulterar i spänning på marken eller bergpelaren. Denna spänning ökar när massan ( eller djup) ökar. Denna typ av spänning är enhetlig eftersom tyngdkraften är enhetlig.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Ingår i litostatiskt tryck är atmosfärens vikt och, om det är under ett hav eller en sjö, vikten av vattenpelaren ovanför jämfört med trycket som orsakas av vikten av stenar ovan, är mängden tryck på grund av vikten av vatten och luft ovanför en sten försumbar, utom vid jordens yta. Det enda sättet för litostatiskt tryck på en sten att förändras är att bergets djup i jorden förändras.
Eftersom detta är en enhetlig kraft som appliceras genom hela substansen på grund av mestadels själva substansen är termerna tryck och stress något utbytbara eftersom tryck kan ses som både en extern och en inre kraft.
För ett fall där de inte är lika, se bara att bilden av linjalen. Om tryck appliceras längst bort (bildens övre del) skapar det ojämn spänning inuti linjalen, särskilt där den inre spänningen är hög i hörnen.
Kommentarer
- När det gäller vätskor och tryck hänvisas vätskan i bergets interstitiella utrymme eller porutrymme vanligtvis till att ha poretryck eller vätsketryck. Skulle det vara fel att säga porspänning eller vätska Om jag förstår det korrekt, från de andra svaren på den ursprungliga frågan och från en förklaring som finns här: sv.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics det verkar som att trycket är den normala komponenten av stress. Så om alla andra komponenter är noll, sitter du kvar med bara tryck som kompenserar för spänningen. Således kan du säga porestress?
- @jakemcgregor I ’ jag är inte säker. Jag tror inte ’ att det skulle kallas stress eftersom det är en kraft som genereras av fickor som kan vara ojämna och varierar i hela ämnet. Men jag ’ jag är inte geolog, kanske blandar de termerna.
- Du säger ingenting om stressens tensor-natur i motsats till tryckets skalära natur. Dessutom är gastrycket till exempel relaterat till gasmolekylernas inre krafter.
Svar
Med tanke på en spänningstensor $ \ mathbf {\ sigma} $, som har 9 komponenter i allmänhet, definieras trycket (åtminstone i kontinuummekanik) som $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Så trycket vid en punkt i kontinuumet är medelvärdet av de tre normala spänningarna vid punkten. De diagonala termerna manifesteras som skjuvspänning.
Det är svårt att säga ”stress” utan att vara mer specifik i din fråga eftersom stress inte är en skalär.Trycket skiljer sig alltid från stress, men de två är relaterade.
Kommentarer
- Tryck skiljer sig alltid från stress eftersom tryck är en skalär. Såvitt jag vet definieras tryck som kompressiv isotrop normal stress. Enligt denna definition har tryck riktningstecken (positivt för kompression?) Och en storlek? Genom denna definition verkar det också som att tryck definieras som ett speciellt fall av stress (enkel stresssituation). Om detta är sant, kan vätsketryck kallas vätsketryck? Min källa: en.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
Svar
Skillnaden mellan stress och tryck har att göra med skillnaden mellan isotrop och anisotrop kraft. Där finns en sa Wikipedia avsnitt om nedbrytning av Cauchy-stressen $ \ boldsymbol {\ sigma} $ i ”hydrostatiska” och ”avvikande” komponenter, $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$ där trycket $ p $ är $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ där $ \ mathbf {I} $ är $ 3 \ gånger 3 $ identitetsmatris, och där $ \ mathbf {s} $ är den spårlösa komponenten i $ \ boldsymbol {\ sigma} $.
Den länkade artikeln ger faktiskt en ganska bra intuitiv förklaring av $ p \ mathbf {I} $:
(Från artikel) En genomsnittlig hydrostatisk spänningstensor $ p \ mathbf {I} $, som tenderar att ändra volymen på den stressade kroppen.
Detta följer eftersom ytkraften som upplevs av ett plan med normal vektor $ \ mathbf {n} $ ges av $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$ som för en ren hydrostatisk stress blir $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ vilken poi nts i samma riktning som det normala mot planet. Detta innebär i princip att en kub av material vill expandera som en ballon om $ p > 0 $, och kontrakt om $ p < 0 $.
Under tiden betyder den avvikande komponenten att det finns krafter i spel som inte bara tenderar att expandera eller dra ihop saker, såsom skjuvkrafter.
Vad sägs om ett exempel på när tryck och stress inte är lika?
I en solid, ren skjuvvåg kan det finnas. Till skillnad från akustiska tryckvågor har skjuvvågor konstant tryck. Krafterna som förökar vågen beror inte på tryck utan på grund av skjuvbelastning.
Kommentarer
- Så om du bara har kompressiv isotrop normal stress kallas det hydrostatiskt tryck eller bara tryck. Så trycket är de normala komponenterna som verkar i kompression som utgör stress? Jag kan säga att jag har vätskespänning på +100 psi och vara lika korrekt som att säga att jag har vätsketryck på 100 psi?
- @jakemcgregor: Ja, så vitt jag vet är tryck den normala komponenten av stress. Om du försöker klippa den i en isotrop vätska finns det ingen återställningskraft (eftersom den ’ är vätska och den kan röra sig), så den ’ är inte riktigt möjligt att ha avvikande (icke-normala) påfrestningar, så stress och tryck är typ av utbytbara så långt formuleringen går. Men om du ’ har blandat in stenar och saker, kan det vara mer komplicerat.
- Du kan verkligen ha avvikande påfrestningar i en vätska. Utan dem skulle vätskan inte flöda! I en newtonsk vätska är till exempel avvikarspänningen proportionell mot ” töjningshastighet ” tensor via viskositet.
- @TylerOlsen se min kommentar till DumpsterDoofus ovan och min kommentar till tpg2114 ’ s svar (nedan). Vad är dina tankar?
Svar
Trycket är vinkelrätt mot objektet, det är endast en extern kraft. Tryck orsakar stress inuti objektet, så stress är en inre kraft.
Kommentarer
- Du kanske vill inkludera några av de efterfrågade exemplen som visar det ena mot det andra och vad som händer när de ’ inte är lika.
Svar
Trycket är en yttre kraft. När den appliceras på en annan kropp syns effekten på kroppens yttre del och den påverkade först kroppens yttre del. När det gäller stress utvecklas den molekylära deformationen inuti kroppen och stress genereras långsamt i den inre delen av något föremål på grund av belastning. Och helt enkelt tryck påverkade kroppens yttre område och stress påverkade kroppen internt. Stress observeras på grund av belastningen, medan trycket är en slags belastning på en kropp.
Svar
när extern kraft appliceras på objektet automatiskt utvecklas en återställningskraft inuti objektet för att begränsa deformationen av objekt.Förhållandet mellan återställande av kraft vinkelrätt mot ytan och området kallas spänning. Förhållandet mellan yttre kraft vinkelrätt mot ytan och området kallas tryck.
till exempel om du trycker på en boll som du applicerar tryck och vad bollen tillämpar på dig är stress och om båda r inte är lika än en dominerar över annat tryck är en extern kraft och stress är en inre kraft
Kommentarer
- Hur är det med de begärda exemplen?
- Kom ihåg: Läs frågan. Svara på frågan. Det hjälper dig att skriva fler högt rankade svar. Du kan också ta bort dina svar om du vill.
Lämna ett svar