แรงปะทะความเครียด
แรงและความเครียดเป็นแนวคิดที่ใช้ในชีวิตประจำวันสำหรับสถานการณ์ทั่วไป เช่น การใช้อำนาจเหนือบางสิ่งมักจะเรียกว่ากำลัง และบางคนที่ถูกกดดันทางจิตใจจะถูกเรียกว่าเครียด แม้ว่าความหมายจะมาจากความคล้ายคลึงกันในแนวความคิดทางกายภาพ การวิเคราะห์อย่างชัดเจนแสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากการใช้คำทั่วไป
แนวคิดทั้งสองได้รับการกล่าวถึงอย่างกว้างขวางในด้านกลศาสตร์คลาสสิกและมีบทบาทสำคัญในการอธิบายกลไกของวัสดุ อย่างไรก็ตาม แนวความคิดของแรงขยายออกไปได้ไกลกว่ากลศาสตร์คลาสสิกในขอบเขตของสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัม
แรงคืออะไร
แรงเรียกว่าปัจจัยที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมของร่างกาย โดยที่อัตราการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมเป็นสัดส่วนกับขนาดของแรง แม้ว่าจะแพร่หลายมานานหลายศตวรรษ แนวความคิดนี้ถูกกำหนดทางคณิตศาสตร์และนำเสนอโดย Sir Isaac Newton ใน Philosophiae Naturalis Principia Mathematica ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1687
จากนิพจน์ข้างต้น ซึ่งเรียกว่ากฎข้อที่สองของนิวตัน นิพจน์ต่อไปนี้จะได้มา F=ma=d(mv) / dt (โดยที่ F คือแรง m คือมวล และ a คือความเร่ง) กฎข้อแรกระบุว่าวัตถุคงสภาพของมันไว้ (การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่หรือหยุดนิ่ง) เว้นแต่จะถูกกระทำโดยแรงภายนอกที่ไม่สมดุลและกฎข้อที่สามระบุว่ามีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้ามกับทุกแรง
ความเครียดคืออะไร
แรงสามารถกระทำต่อร่างกายบนพื้นที่ขนาดใหญ่ แทนที่จะเป็นเส้นเดียวภายในร่างกาย ตัวอย่างเช่น เมื่อแรงถูกนำไปใช้กับปลายแท่งไม้หรือแท่งไม้ แรงจะถูกถ่ายเทไปทั่วบริเวณของแกนเท่าๆ กันสถานการณ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อกดก้าน เนื่องจากแรงภายในที่สร้างขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับทั้งขนาดและพื้นที่ที่กระทำต่อร่างกาย เพื่อประเมินกำลังภายในอย่างชัดเจน จึงควรพิจารณาทั้งสองอย่าง
ความเครียดถูกกำหนดให้เป็นแรงที่กระทำต่อพื้นที่หนึ่งหน่วยภายในร่างกายที่บิดเบี้ยวได้ ในทางคณิตศาสตร์มันแสดงเป็น τ=F / A (โดยที่ τ คือความเค้น F คือแรง และ A คือพื้นที่) ความเค้นที่กระทำต่อส่วนตัดขวางเรียกว่าความเค้นปกติ (โดยที่แรงสุทธิมีค่าปกติต่อระนาบของพื้นที่ที่พิจารณา) และความเค้นที่กระทำขนานกับพื้นที่เรียกว่าความเค้นเฉือน (โดยที่แรงสุทธิสัมผัสระนาบของระนาบของ พื้นที่พิจารณา)
แรงและความเครียดต่างกันอย่างไร
• ความเครียดคือแรงที่กระทำต่อหน่วยพื้นที่ภายในร่างกายที่บิดเบี้ยว
• แรงคือปัจจัยที่ก่อให้เกิดความเครียด