Ուժ ընդդեմ սթրեսի
Ուժը և սթրեսը հասկացություններ են, որոնք օգտագործվում են առօրյա կյանքում շատ սովորական իրավիճակների համար, օրինակ՝ ինչ-որ բանի վրա իշխանություն գործադրելը սովորաբար կոչվում է ուժ, իսկ մտավոր ճնշման տակ գտնվող անձը կոչվում է սթրես: Թեև դրանց իմաստները բխում են ֆիզիկական հասկացությունների նմանությունից, պարզ վերլուծությունը ցույց է տալիս զգալի տարբերություններ բառերի ընդհանուր գործածությունից:
Երկու հասկացություններն էլ լայնորեն քննարկվում են դասական մեխանիկայի ոլորտում և առանցքային դեր են խաղում նյութերի մեխանիկայի բացատրման գործում: Այնուամենայնիվ, ուժի հայեցակարգը դասական մեխանիկայի սահմաններից դուրս տարածվում է հարաբերականության և քվանտային մեխանիկայի ոլորտներում:
Ի՞նչ է ուժը:
Ուժը հայտնի է որպես մարմնի իմպուլսի փոփոխություն առաջացնող գործոն, որտեղ իմպուլսի փոփոխության արագությունը համաչափ է ուժի մեծությանը: Չնայած դարեր շարունակ տարածված, հայեցակարգը մաթեմատիկորեն սահմանվել և ներկայացվել է սըր Իսահակ Նյուտոնի կողմից Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica-ում, որը հրատարակվել է 1687 թվականին::
Վերոնշյալ արտահայտությունից, որը հայտնի է որպես Նյուտոնի երկրորդ օրենք, կարելի է ստանալ հետևյալ արտահայտությունը. F=m.a=d(mv) / dt (որտեղ F-ն ուժ է, m-ը զանգված է, իսկ a-ն՝ արագացում): Առաջին օրենքը ասում է, որ օբյեկտը պահպանում է իր վիճակը (շարժումը ուղիղ գծով հաստատուն արագությամբ կամ հանգստի վիճակում), քանի դեռ դրա վրա չի գործում անհավասարակշիռ արտաքին ուժ, իսկ երրորդ օրենքը նշում է, որ յուրաքանչյուր ուժի նկատմամբ կա հավասար և հակառակ ռեակցիա։
Ի՞նչ է սթրեսը:
Մի ուժ կարող է ազդել մարմնի վրա ավելի մեծ տարածքի վրա, այլ ոչ թե մարմնի ներսում մեկ գծի վրա: Օրինակ, երբ ուժ է կիրառվում փայտե ձողի կամ ձողի ծայրերին, ուժը հավասարապես փոխանցվում է գավազանի տարածքով:Նույն իրավիճակը տեղի է ունենում, երբ ձողը սեղմված է: Քանի որ ստեղծված ներքին ուժերը ներառում են և՛ մեծությունը, և՛ այն տարածքը, որը այն հասցնում է մարմնին, ներքին ուժերը հստակ գնահատելու համար երկուսն էլ պետք է հաշվի առնվեն:
Սթրեսը սահմանվում է որպես դեֆորմացվող մարմնի միավոր տարածքի վրա գործող ուժ: Մաթեմատիկորեն այն արտահայտվում է որպես τ=F / A (որտեղ τ-ը լարվածությունն է, F-ն ուժ է, իսկ A-ն տարածքն է): Խաչմերուկների վրա ազդող լարումները հայտնի են որպես նորմալ լարումներ (որտեղ զուտ ուժը նորմալ է դիտարկված տարածքի հարթությանը), իսկ տարածքին զուգահեռ գործող լարումները հայտնի են որպես կտրվածքային լարումներ (որտեղ զուտ ուժը շոշափելի է հարթության վրա։ համարվող տարածք).
Ո՞րն է տարբերությունը ուժի և սթրեսի միջև:
• Սթրեսը դեֆորմացվող մարմնի մեկ միավորի վրա գործող ուժն է:
• Ուժը սթրեսի պատճառող գործոնն է:
