力与应力
力和压力是日常生活中用于非常常见的情况的概念,例如对某事物行使权力通常被称为力,而精神上受到压力的人被称为压力。尽管它们的意义来源于它们在物理概念上的相似性,但显式分析显示出它们与常用词汇的显著差异。
这两个概念在经典力学领域被广泛讨论,它们在解释材料力学中起着关键作用。然而,力的概念远远超出了经典力学,进入了相对论和量子力学的领域。
什么是力量?
力被称为引起物体动量变化的因素,其中动量的变化率与力的大小成正比。虽然这个概念流行了几个世纪,但它是由艾萨克牛顿爵士在1687年出版的《自然哲学原理数学》一书中以数学方式定义和提出的。
从上面这个被称为牛顿第二定律的表达式,可以导出以下表达式。F=m.a=d(mv)/dt(其中F是力,m是质量,a是加速度)。第一定律指出,除非受到不平衡外力的作用,否则物体保持其状态(沿直线匀速运动或静止),而第三定律则指出,对每一种力都有一个相等和相反的反作用力。
什么是压力?
力可以作用在物体的更大面积上,而不是作用在物体内部的一条直线上。例如,当一个力被施加在木条或木杆的两端时,力会在木杆的整个区域均匀传递。当压杆时,也会出现同样的情况。由于所产生的内力既涉及其对人体的大小,又涉及它对人体的面积,因此要清楚地评估内力,就必须同时考虑两者。
应力是指作用在可变形物体内单位面积上的力。在数学上,它表示为τ=F/A(其中τ是应力,F是力,A是面积)。作用在横截面上的应力称为法向应力(净力垂直于所考虑区域的平面),平行于该区域作用的应力称为剪应力(其中净力与所考虑区域的平面相切)。
力和应力的区别是什么?
•应力是作用在可变形物体内单位面积上的力。