Voima vs. stressi
Voima ja stressi ovat käsitteitä, joita käytetään jokapäiväisessä elämässä hyvin tavallisissa tilanteissa, kuten vallan käyttäminen johonkin nähden kutsutaan yleensä voimaksi, ja joku henkisesti paineistetaan stressiksi. Vaikka niiden merkitykset johtuvat samankaltaisuudesta, joka heillä on fyysisissä käsitteissä, nimenomainen analyysi näyttää merkittäviä eroja sanojen tavallisesta käytöstä.
Molemmista käsitteistä keskustellaan laajasti klassisen mekaniikan alalla, ja niillä on keskeinen rooli materiaalien mekaniikan selittämisessä. Voiman käsite ulottuu kuitenkin selvästi klassisen mekaniikan ulkopuolelle suhteellisuusteoriaan ja kvanttimekaniikkaan.
Mikä on Force?
Voima tunnetaan tekijänä, joka aiheuttaa kehon liikemäärän muutoksen, jossa momentin muutosnopeus on verrannollinen voiman suuruuteen. Vaikka käsite on levinnyt vuosisatojen ajan, Sir Isaac Newton määritteli sen matemaattisesti ja esitteli vuonna 1687 julkaistussa Philosophiæ Naturalis Principia Mathematicassa.
Edellä olevasta lausekkeesta, joka tunnetaan nimellä Newtonin toinen laki, voidaan johtaa seuraava lauseke. F = ma = d (mv) / dt (missä F on voima, m on massa ja a on kiihtyvyys). Ensimmäisen lain mukaan esine säilyttää tilansa (liike suorassa, tasaisella nopeudella tai levossa), ellei siihen toimi epätasapainoinen ulkoinen voima, ja kolmannessa laissa todetaan, että jokaiselle voimalle on sama ja päinvastainen reaktio.
Mikä on stressi?
Voima voi vaikuttaa kehoon suuremmalla alueella kuin yhdellä linjalla kehossa. Esimerkiksi kun voimaa kohdistetaan puupalkin tai tangon päihin, voima siirtyy tasaisesti tangon alueelle. Sama tilanne tapahtuu, kun tankoa painetaan. Koska luotuihin sisäisiin voimiin liittyy sekä suuruus että pinta-ala, joita se aiheuttaa keholle, on sisäiset voimat arvioitava selkeästi, molemmat on otettava huomioon.
Stressi määritellään voimaksi, joka vaikuttaa deformoituvan rungon pinta-alayksikköön. Matemaattisesti se ilmaistaan muodossa τ = F / A (missä τ on jännitys, F on voima ja A on pinta-ala). Poikkileikkauksiin vaikuttavia jännityksiä kutsutaan normaalijännityksiksi (missä nettovoima on normaalia tarkasteltavan alueen tasoon nähden) ja alueen kanssa yhdensuuntaisesti vaikuttavia jännityksiä kutsutaan leikkausjännityksiksi (joissa nettovoima on tangentiaalinen alue).
Mitä eroa on Voimalla ja Stressillä?
• Stressi on voima, joka vaikuttaa pinta-alayksikköä kohti muodonmuutoksessa.
• Voima on stressiä aiheuttava tekijä.
