Razlika med silo in stresom

Sila proti stresu
 

Sila in stres sta koncepta, ki se uporabljata v vsakdanjem življenju za zelo običajne situacije, na primer izvajanje moči nad nečim se običajno imenuje sila, nekoga pa psihično stiskajo, da se mu reče stres. Čeprav njihovi pomeni izhajajo iz podobnosti, ki jo delijo v fizikalnih konceptih, eksplicitna analiza kaže bistvene razlike od običajne uporabe besed.

O obeh konceptih se obsežno razpravlja na področju klasične mehanike in igrata ključno vlogo pri razlagi mehanike materialov. Pojem sile pa sega tudi izven klasične mehanike v področja relativnosti in kvantne mehanike.

Kaj je sila?

Sila je znana kot dejavnik, ki povzroči spremembo trenutka telesa, pri čemer je hitrost spremembe impulza sorazmerna z velikostjo sile. Čeprav je stoletja prevladoval, je koncept matematično določil in predstavil sir Isaac Newton v publikaciji Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, objavljeni leta 1687.

Iz zgornjega izraza, ki je znan kot Newtonov drugi zakon, je mogoče izpeljati naslednji izraz. F = m.a = d (mv) / dt (kjer je F sila, m je masa in a je pospešek). Prvi zakon določa, da predmet ohrani svoje stanje (gibanje v ravni črti s konstantno hitrostjo ali v mirovanju), razen če deluje ob neuravnoteženi zunanji sili, tretji zakon pa določa, da je enaka in nasprotna reakcija na vsako silo.  

Kaj je stres?

Sila lahko deluje na telo na večjem območju, ne pa na eno črto znotraj telesa. Na primer, ko je sila uporabljena na koncih lesene palice ali palice, se sila enakomerno prenese po območju palice. Enaka situacija se pojavi, ko palico pritisnemo. Ker ustvarjene notranje sile vključujejo tako velikost kot tudi območje, ki ga telesu nanese, je treba za jasno oceno notranjih sil upoštevati oboje.

Stres je opredeljen kot sila, ki deluje na enoto območja znotraj deformabilnega telesa. Matematično se izrazi kot τ = F / A (kjer je τ napetost, F je sila in A je območje). Napetosti, ki delujejo na preseke, so znane kot običajne napetosti (kjer je neto sila normalna ravnini obravnavanega območja), napetosti, ki delujejo vzporedno s površino, pa so znane kot strižne napetosti (kjer je neto sila tangencialna na ravnino obravnavano območje).

Kakšna je razlika med silo in stresom?

• Stres je sila, ki deluje na enoto površine znotraj deformabilnega telesa.

• Sila je dejavnik, ki povzroča stres.