力與應力
力和壓力是日常生活中用於非常常見的情況的概念,例如對某事物行使權力通常被稱為力,而精神上受到壓力的人被稱為壓力。儘管它們的意義來源於它們在物理概念上的相似性,但顯式分析顯示出它們與常用詞彙的顯著差異。
這兩個概念在經典力學領域被廣泛討論,它們在解釋材料力學中起著關鍵作用。然而,力的概念遠遠超出了經典力學,進入了相對論和量子力學的領域。
什麼是力量?
力被稱為引起物體動量變化的因素,其中動量的變化率與力的大小成正比。雖然這個概念流行了幾個世紀,但它是由艾薩克牛頓爵士在1687年出版的《自然哲學原理數學》一書中以數學方式定義和提出的。
從上面這個被稱為牛頓第二定律的表達式,可以導出以下表達式。F=m.a=d(mv)/dt(其中F是力,m是質量,a是加速度)。第一定律指出,除非受到不平衡外力的作用,否則物體保持其狀態(沿直線勻速運動或靜止),而第三定律則指出,對每一種力都有一個相等和相反的反作用力。
什麼是壓力?
力可以作用在物體的更大面積上,而不是作用在物體內部的一條直線上。例如,當一個力被施加在木條或木杆的兩端時,力會在木杆的整個區域均勻傳遞。當壓桿時,也會出現同樣的情況。由於所產生的內力既涉及其對人體的大小,又涉及它對人體的面積,因此要清楚地評估內力,就必須同時考慮兩者。
應力是指作用在可變形物體內單位面積上的力。在數學上,它表示為τ=F/A(其中τ是應力,F是力,A是面積)。作用在橫截面上的應力稱為法嚮應力(淨力垂直於所考慮區域的平面),平行於該區域作用的應力稱為剪應力(其中淨力與所考慮區域的平面相切)。
力和應力的區別是什麼?
•應力是作用在可變形物體內單位面積上的力。