القوة مقابل الإجهاد
القوة والإجهاد هي مفاهيم تستخدم في الحياة اليومية للمواقف الشائعة جدًا ، مثل ممارسة القوة على شيء ما يُطلق عليه عادةً القوة ، والشخص الذي يتعرض للضغط الذهني يُدعى بالتوتر. على الرغم من أن معانيها مشتقة من التشابه الذي تشترك فيه في المفاهيم المادية ، إلا أن التحليل الصريح يظهر اختلافات كبيرة عن الاستخدام الشائع للكلمات.
تتم مناقشة كلا المفهومين على نطاق واسع في مجال الميكانيكا الكلاسيكية ويلعبان دورًا محوريًا في شرح ميكانيكا المواد. ومع ذلك ، فإن مفهوم القوة يمتد إلى ما هو أبعد من الميكانيكا الكلاسيكية إلى مجالات النسبية وميكانيكا الكم.
ما هي القوة؟
تُعرف القوة بأنها العامل الذي يتسبب في تغيير زخم الجسم ، حيث يتناسب معدل تغير الزخم مع حجم القوة. على الرغم من انتشار هذا المفهوم لعدة قرون ، فقد تم تعريفه وتقديمه رياضيًا بواسطة السير إسحاق نيوتن في Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica الذي نُشر عام 1687.
من التعبير أعلاه ، المعروف بقانون نيوتن الثاني ، يمكن اشتقاق التعبير التالي. F=m.a=d (mv) / dt (حيث F هي القوة ، m كتلة ، و a تسارع). ينص القانون الأول على أن الجسم يحتفظ بحالته (الحركة في خط مستقيم بسرعة ثابتة أو في حالة سكون) ما لم يتم التصرف بموجب قوة خارجية غير متوازنة وينص القانون الثالث على وجود رد فعل مساوٍ ومعاكس لكل قوة.
ما هو الإجهاد؟
يمكن أن تؤثر القوة على الجسم في منطقة أكبر بدلاً من خط واحد داخل الجسم. على سبيل المثال ، عندما يتم تطبيق قوة على نهايات قضيب خشبي أو قضيب ، يتم نقل القوة بالتساوي عبر منطقة القضيب.يحدث نفس الموقف عند الضغط على القضيب. نظرًا لأن القوى الداخلية التي تم إنشاؤها تتضمن كلاً من الحجم والمساحة التي تلحقها بالجسم ، لتقييم القوى الداخلية بوضوح ، يجب أخذ كلاهما في الاعتبار.
يُعرّف الإجهاد بأنه القوة المؤثرة على مساحة وحدة داخل جسم مشوه. رياضيا يتم التعبير عنها كـ τ=F / A (حيث τ هي الضغط ، F هي القوة ، و A هي المنطقة). تُعرف الضغوط التي تعمل على المقاطع العرضية بالضغوط العادية (حيث تكون القوة الكلية طبيعية لمستوى المنطقة المعتبرة) وتعرف الضغوط التي تعمل بالتوازي مع المنطقة باسم إجهادات القص (حيث تكون القوة الكلية مماسية لمستوى المنطقة المعتبرة).
ما الفرق بين القوة والضغط؟
• الإجهاد هو القوة المؤثرة لكل وحدة مساحة داخل جسم مشوه.
• القوة هي العامل المسبب للضغط
