物理学中的应力定义

应力是描述施加在材料上的每平方英寸力的物理术语。应力是材料内部单位面积的力，是外部施加力的结果，是物理科学和工程领域的术语。

断裂强度，通常称为极限抗拉强度，是材料在断裂前能承受的最大力。

拉伸是导致物质具有拉伸性的原因。材料受到作用在其上的力的作用而被拉伸。当弹性体恢复其原始形状时，会产生内部恢复力。如果我们试图计算变形体每单位面积的应力，我们将称之为应力。压缩是指外部力挤压物体时发生的情况。

计算应力使用以下公式

其中，

σ= 应力

F = 牛顿力 (N)

A= 横截面积，单位为 m²

N/m² 或 帕斯卡是应力的单位 (Pa)

不同种类的应力

物理学中有几种不同类型的应力；然而，它们主要分为三类

1. 正应力
2. 剪应力或切向应力
3. 水力应力

1. 正应力

“法向力”一词是指当轴向力加载部件时产生的应力。换句话说，当施加张力时，身体与张力垂直。如果物体的体积或长度发生变化，应力水平将保持正常。它是特性的表示。正应力的 SI 单位是 MPa。

正应力使用以下公式计算

当物体受到拉伸或压缩时，会产生正应力。

2. 纵向应力

当正应力导致身体长度发生变化时，使用纵向应力这一术语来描述。

纵向应力可以进一步细分为两个简短的类别。牛顿第三运动定律指出，当拉伸棒材时，可以看到拉伸张力。

拉伸橡皮筋经常显示出拉伸张力。压缩是张力的反义词。当相对或相等的压力推动棒材的两端时，它们处于其影响下。如果您曾经用手对橡皮球施加过压缩应力，您就体会到了。

体积应力或容积应力

当应力导致物体体积发生变化时，就说它处于体积应力下。作用在物体上的正应力会导致其长度或体积发生变化，而切向应力（也称为体积应力）会改变物体的形状。物体在浸没在液体中的压力 (p) 下必须克服垂直于表面的力。

体积应力

4. 剪应力

施加在平面面积上的切向力会导致剪应力。当表面上的应力形成切线时，作用在表面上的力是平行的。这种类型的张力被称为剪应力。

剪应力

5. 切向应力

单位面积的力是描述拉伸张力的方式。施加拉力将导致力拉长物体。根据第三运动定律，拉伸棒材时会看到拉伸张力。拉伸张力的典型例子是橡胶。它是与拉伸相关的量。用 ? 表示。

6. 压缩应力

作用在物体上的切向力会导致其形状和体积发生变化。一旦施加压缩载荷，物体的长度就会减小。压缩应力的反义词是拉伸应力。如果您曾经用手挤压过宠物玩具发出吱吱声，您就会知道它对身体有多么大的压力。

7. 切向应力

正应力和切向应力都表示为单位面积上的力。

通过施加两个相等且相反的变形力，平行于物体的横截面积，导致身体两个相对侧之间的相对位移。由单位面积上的切向力产生的恢复力称为切向应力。

8. 水力应力

• 水力应力衡量液体上每单位面积的内力。
• 虽然内力每单位面积在应力而非压力中考虑，但仍然考虑外力每单位面积。因此两者在物理上并不等价。液体和固体都被认为具有水力应力。
• 水力应力是指物体在流体以单位面积施加力时所承受的力。

9. 径向应力

厚壁圆筒内表面的径向应力等于且相反于表压，而在外表面则为零。由于周向应力和纵向应力大于径向应力，因此径向应力被忽略。

应力这一物理量表征内力。应力是“小”边界上的力与该边界面积之比？应力（能量），类似于速度、扭矩和其他基本变量。

您可能想知道哪些场景值得关注，哪些不值得。

您可能已经注意到，有些材料，如橡胶，非常柔软。当任何材料受到拉伸力（拉力）时，我们也可以描述它。它会膨胀。橡皮筋是容易拉伸的物体。橡胶部件受到拉力作用。但你能拉伸一根铁棒吗？铁棒不受拉力作用，所以答案是否定的。

应力概念在现实生活中的应用

例如，机械工程和建筑行业的专业人士每天都在使用应力这个概念。以下是一些应力应用的通用示例

在建筑中，应力被用来发展建筑物的结构布局。应力的概念及其对建筑物各个部分的影响，包括地基、支撑梁和柱，都包含在结构的各个方面。

机械工程和机器人等行业也大量使用应力。了解不同的机械部件可能如何相互施加应力以防止事故至关重要。

结论

应力是描述施加在材料上的每平方英寸力的物理术语。它可以分为正应力、纵向应力和体积应力。它使用 F/A 公式计算，并在机械工程和建筑行业中用于开发结构布局和防止事故。

常见问题解答

问题 1： 在物理学中，应力的定义是什么？

答案： 在物理科学和工程学中，应力是指材料内部由于外部施加力、不均匀加热或持续变形而产生的单位面积上的力。应力能够准确地描述和预测弹性、塑性和流体行为。

问题 2： 应力在物理学中起什么作用？

答案： 应力是物理学中用于描述施加在材料单位面积上的力的术语。“应变”一词是指身体对压力的响应。由于应力的作用，身体的形状可能会发生变化。应力单位可用于测量物质承受的力。