שְׁאֵלָה:
מה ההבדל בין לחץ ללחץ?
user133
2015-01-25 18:13:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מכיוון שהיחידות זהות ($ \ frac {N} {m ^ 2} $), מה ההבדל בין לחץ למתח?

http://physics.stackexchange.com/questions/107824/what-is-the-difference-between-stress-and-pressure
לחץ הוא סקלרי. לחץ הוא טנסור.
חָמֵשׁ תשובות:
#1
+14
Tristan
2015-01-27 22:51:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

בעוד שחלק מהתשובות הללו קרובות, הן (בזמן כתיבת תשובה זו) אינן נכונות במידה מסוימת.

לחץ ומתח קשורים זה לזה מאוד - למעשה, אפשר לטעון כי לחץ הוא, במובן מסוים, תת קבוצה של לחץ. ליתר דיוק, הלחץ בחומר הוא החלק האיזוטרופי מהמתח הכולל בחומר. לחץ הוא כמות סקלרית - זהה לכל כיוון, בעוד שמתח הוא כמות טנסור שתופסת את כל כוחות העיוות.

לחץ ומתח קשורים באופן הבא: אם מרכיבי טנסור הלחץ ניתנים על ידי $ \ sigma_ {ij} $, ואז הלחץ הוא (באמצעות סימון איינשטיין)

$$ p = - \ frac {1} {3} \ sigma_ {ii} $$

כאשר מדברים באופן ספציפי יותר במונחים של מצב גבול או עומס מופעל לבעיית ניתוח מבני, זה מתייחס באופן ספציפי למתח רגיל שהופעל על אזור נתון.

#2
+5
Ethan48
2015-01-25 22:28:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

לחץ הוא כוח המופעל על פני החומר המדובר. הוא מחולק לפי שטח מכיוון שהוא מתאר כוחות מבוזרים (למשל, כוח מגז או נוזל דחוס, או מוצקים מוערמים / נערמים.)

מתח הוא כוח המופץ בעובי החומר המדובר. זה מחולק לפי שטח מכיוון שכוח מתחלק (אם כי לא תמיד באופן שווה) בחתך החומר. לדוגמה, אם יש לך גוש מוצק של חומר התומך במשקל, הכוח מהמשקל, חלקי רוחב ועומק הבוק ההוא, נותן לך את הלחץ.

אני מרגיש שזו תשובה פשטנית מדי שמעניקה את הרושם שלחץ הוא רק משהו שקורה למוצקים. לחצים אכן קיימים בנוזלים. ההבחנה היא שלחץ הוא כמות סקלרית; זה איזוטרופי - זהה לכל כיוון. מתח, לעומת זאת, הוא כמות טנסור, היא כיוונית, אך היא פועלת לפי כללים מסוימים של אי-שינוי מסגרת.
בסדר. זה הוגן. לא היה ברור לי עד כמה צפויה תשובה רשמית. רק ניסיתי לתקשר את הרעיון הרחב בצורה ברורה. ברור שמי ששאל את השאלה יכול לבחור תשובה אחרת אם זה יפתור בצורה ברורה יותר את שאלתו.
#3
+5
Tim H
2015-01-26 15:06:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

לחץ ומתח הם שני כוחות המופצים על פני השטח, אך במהותם הם שני מושגים שונים למדי. ההבדל העיקרי ביניהם הוא כי הלחץ הוא חיצוני והלחץ הוא הפנימי .

כאשר יש לך אובייקט, לחץ הוא כוח השטח הניצב על 'עורו' של אובייקט זה.

כדי להגדיר את ה לחץ כדאי לדמיין עצם מוצק עם מערכת כוחות חיצוניים (פעולות ותגובות) הפועלים על פניו. בגלל כוחות אלה האובייקט מתעוות, עד שהוא נמצא במצב של שיווי משקל. כאשר היית מבצע חתך דרך האובייקט הזה ומסיר חלק ממנו, יהיה צורך בכוחות על פני השטח שנחשפו על ידי החיתוך כדי לשמור על האובייקט באותו מצב מעוות ולשמור עליו בשיווי משקל. כוחות פני השטח ה פנימיים האלה נקראים לחצים.

בעוד שהלחץ מוגדר בניצב על פני האובייקט, הגבלה זו אינה חלה על מתחים. ניתן להפעיל לחץ בכל כיוון על המשטח הפנימי. זהו הבדל נוסף בין לחץ למתח. לחצים בניצב למשטח הפנימי נקראים 'לחצים רגילים' (דחיסה או מתח). לחצים מקבילים למשטח הפנימי נקראים 'מתח גזירה'.

#4
+5
SF.
2015-01-26 15:32:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אפשר לומר שהם קשורים קשר הדוק, אך בעוד הלחץ הוא יותר כללי, כיווני כלשהו (כמו בגז), מתח מוגדר במוצק, והוא טנסור - עם גורמים האחראים לכוח התזוזה ב -3 ממדים בתוספת כוח מתפתל ציר 3.

בלחץ, אתה לוקח בוכנה דמיונית בצילינדר עם ואקום, עם דינומומטר מחובר לבוכנה, ומודד מה הכוח שהמדיום מפעיל על אותו קיר, ומחלק אותו לפי משטח הבוכנה. לא משנה איך תסובב אותו, הערך זהה.

עכשיו קח חבורה של שיטות זן:

enter image description here

ולכסות אותם בבטון ויוצרים קורת בטון. בהתחלה כולם יראו אותו לחץ של בטון נוזלי. אבל ככל שהבטון יתמצק, הקריאות ישתנו. חלקם יציגו ערכים שליליים כאשר הקורה מתכופפת ומתכווצת לאורך הצד החיצוני. אחרים יראו לחץ רוחבי של הקורה המפעיל את משקלו בניצב לאורכו. אם אתה דוחס את הקורה, תקבל ערכים קיצוניים למדי לאורך, אך שליליות זעירות כלפי חוץ מהציר כאשר החומר הדחוס מתרחב לצדדים. אם תנסה לכופף את הקורה, תקבל כמה שליליות קטנות בצד החיצוני של הכיפוף, כמה חיוביות קטנות בצד הפנימי ואז הקורה תינעל; זה הרבה יותר חלש כנגד כוחות שליליים (המפרקים אותו זה מזה) ואלה מופעלים על הצד החיצוני של העיקול.

לכן, כאשר משתמשים בערך ה'לחץ ', אלא אם כן אתם נותנים את מלוא הטנסור, זה תמיד חיוני לכתוב לאיזה כיוון של הלחץ אתה מתאר - פשוט להפיל אותו כמו לחץ זה לא כל כך מועיל.

תיקון אחד - לא נכון לומר שמתח קורה במוצק ואילו לחץ קורה בגז. שניהם קורים בשניהם - לחץ קשור למשתנה הראשון של מתח המתח הכולל. מתח אכן קורה בנוזלים - הסתכל על זרימת Couette לקבלת דוגמה קלה באופן טריוויאלי.
@Tristan: כן, ב * נעים * נוזלים וגזים, כאשר כוחות צמיגות מחליפים קשרים מבניים. אם הם מגיעים לשיווי משקל, זה מתיישר במהירות. OTOH, הוא עשוי להישאר במוצקים - גם ללא כוחות חיצוניים; לחצים סמויים הם בעיה הנדסית חשובה. ראו את נפילתו של הנסיך רופרט, שם פגיעה מינימלית במבנה הטיפה גורמת להתפוצצות כל העניין, מתח סמוי שהצטבר והוביל להרס אלים של הטיפה.
(טוב, לפחות בנוזלים מושלמים; השפעות המתח על פני השטח כמו המניסקוס או פעולת הנימים הן מאוד השפעות הקשורות למתח. אבל אם אתה לוקח חלק ניכר מהנוזל הלא נייד, גורמי הכיוון הופכים לזניחים.)
בהתחשב בכך שרוב הבעיות ההנדסיות הכרוכות בנוזלים מערבות אותם, ובכן, זורמים, אני חושב שההבחנה די טובה. לחץ הוא מושג מכני רצף; לא אכפת לה מה מרכיב את הרצף - לשם כך משוואות מכוננות.
@Tristan: תן לי לחלוק חלקית. מרבית הבעיות ההנדסיות הכרוכות בנוזלים מזניחות את גורמי המתח של הדינמיקה הנוזלית. בטח שיש תחומים (כמו הנדסה ימית) שבהם הם קריטיים, אך במכונות, כימיה תעשייתית, הנדסה אזרחית, ורוב הסניפים העוסקים בכמויות נוזליות גדולות הנעות בקצב בינוני או בלחץ גבוה, בדרך כלל הלחץ הוא החשוב באמת. , וכל השאר מתייחסים לרוב כאל "בואו נתן לו מספיק לחץ עודף כדי לא לטרוח עם זה."
"בהתחשב בכך שרוב הבעיות ההנדסיות הקשורות לנוזלים מערבות אותם, ובכן, זורמים ..." אממ, לא.
@RickTeachey: "כן ולא", בעיות בהן הנוזל נשאר ללא תנועה ללא הגבלת זמן הן קטע קל. OTOH, רוב הבעיות כרוכות בהבאת נוזלים ממקום אחד למשנהו, ולא באופן שבו דפוסי הזרימה בנויים בתוך הצינורות. בדיוק כמו באלקטרוניקה אנחנו לא מסתכלים איך אלקטרונים מפוזרים על פני חיתוך של חוט, רק מפעילים מתח, מקבלים זרם, נורה דולקת, לא אכפת לנו מאלקטרונים, כאן מפעילים לחץ, מקבלים זרימה, מיכל מתמלא, אל תעשה ' לא אכפת למתח בנוזל.
אני מבטיח שאני לא מנסה להיות תחת. רק להתמודד עם מסגור כל דבר כ"בעיות הנדסיות ביותר ". בסדר, אולי הכי אתה מתמודד איתם. אבל אפשר בקלות לבלות את כל הקריירה שלהם בעבודות הנדסיות אמיתיות שלעתים כוללות נוזלים סטטיים, ולעולם לא צריך להשקיע שנייה ממנה בדאגה לזרימת נוזלים.
@RickTeachey: מתוך סקרנות: איזה ענף זה?
ובכן, שפע של מהנדסי קרן יכולים לעבור שנים בין שיש להם בעיית נוזלים דינמית, וגם כשהם עושים מתייחסים בדרך כלל לכל דבר כאל פסאודו סטטי (כמו שאמרת). גם מהנדסי מבנה.
#5
-1
Shashvat Mehta
2016-03-01 19:53:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

לחץ מופעל בכוח ליחידת שטח. זה נוצר בגלל כוחות חיצוניים על פני האובייקט.

כאשר מפעילים כוחות חיצוניים, על מנת למנוע דפורמציה נוצרים כוחות פנימיים הנקראים מתח. גם ללחץ וגם ללחץ יש אותה יחידה.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...