스트레스와 변형은 물리학의 두 가지 중요한 개념입니다. 이 기사는 왜 일부 개체가 다른 객체보다 더 변화가 가능한지 설명하는 것을 목표로합니다. 변형은 힘의 적용으로 인한 물체의 모양의 변화로 정의됩니다. 외부 세력은 압착, 스쿼시, 비틀기, 전단, 찢어지고 물체를 끌어내는 등의 경험이 발생할 수 있습니다.
스프링은 다소 압박되어 분자간 힘을 조정합니다. 이 대체 분자는 봄에 생성 된 회복력에 의해 각각의 평형 물약으로 되돌아갑니다.
탄력이란 무엇입니까?
분자간 힘은 고체의 원자와 분자가 조직 될 때 발생하여 이웃 분자가 서로 힘을 가하게됩니다. 변형 압력 (길이, 모양 또는 부피)을 제거한 후 신체는 원래 구조로 돌아갑니다. 이것이 신체가 탄력성을 나타내는 방식입니다.
탄성은 외부 변형력이 제거 될 때마다 원래 구성 (모양과 크기)으로 되돌릴 수있는 고체의 속성입니다.
응력
응력은 외부 적용 힘, 불평등 한 가열 및 지속적인 변형으로 인해 재료로 생성 된 단위 영역 당 힘으로, 탄성, 플라스틱 또는 유체 거동의 정확한 설명과 예측을 허용합니다.
다음 공식은 응력을 계산합니다 :
σ =f/a
여기서 σ는 적용된 응력이고, f는 적용된 힘이고, a는 힘 적용 영역입니다.
응력 단위는 n/m2입니다.
응력 유형
문제에 적용 할 수있는 두 가지 형태의 스트레스가 있습니다.
인장 응력
적용된 힘의 축을 따라 물질을 연장하는 응력의 유형을 인장 응력이라고합니다. 탄성 막대를 따라 적용되는 압력의 크기는 인장 응력을 계산하기 위해 적용된 힘에 수직 인 방향으로 막대의 단면적에 의해 분할된다. 인장은 힘이 가해지는 문제가 긴장 상태이며 힘이 그것을 확장하기 위해 행동하고 있음을 의미합니다.
압축 응력
물질이 더 작은 부피를 변형시키고 점유 할 수있는 힘을 압축 응력이라고합니다. 물질은 압축 스트레스를받을 때마다 압박을 받고 있다고합니다.
스트레인
신체의 시작 치수에 의해 가해지는 적용 된 힘의 방향으로 신체에 의해 생성 된 왜곡의 양은 변형이라고합니다.
다음 공식은 길이에 비례하여 고체의 변형을 표현합니다.
ε =Δl/ l
여기서 l은 적용 된 응력으로 인한 변형으로 인한 물질의 길이의 변화이며, l은 초기 길이입니다.
신체 모양의 상대적 변화를 설명하는 것처럼 변형은 치수가없는 양입니다.
변형 유형
인장 변형
인장 응력이 신체 길이 (또는 영역)의 변화를 일으키면 인장 균주라고합니다.
압축 변형
압축으로 인한 신체의 길이 (또는 면적)가 변하는 경우 압축 변형이라고합니다.
Hooke 's Law
영국 과학자 Robert Hooke는 19 세기에 스프링과 탄력성을 연구했지만, 스트레스-변형 관계가 검사 될 때 많은 재료가 비슷한 특징을 나타냈다는 것을 알았습니다. Hooke의 법칙은 물질을 늘리는 데 필요한 힘이 길이에 비례하는 선형 구역을 확립했습니다.
Hooke의 법칙은 재료의 변형조차도 탄성 한계 내에서 적용된 응력과 같다고 말합니다.
Hooke의 법칙은 종종 수학적으로 :
로 표시됩니다f =–k.x
여기서 f는 힘이고, x는 확장의 길이이고, k는 비례 상수이며, n/m의 스프링 상수라고도합니다.
.결론
스트레스와 변형은 물리학의 중요한 부분입니다. 공학 및 과학에서, 물질에 대한 스트레스와 변형의 중요성은 스트레스-변형 관계를 묘사하는 데 사용되었습니다. 이 응력 및 변형 관계는 변형을 모니터링하는 동안 테스트 물체의 하중을 점차적으로 증가시킨 다음 결과로부터 응력과 변형을 계산함으로써 결정됩니다. 결과는 Young 's Modulus, 항복 강도 및 최종 인장 강도와 같은 많은 재료의 특성을 반영합니다.
