Kracht versus stress
Geweld en stress zijn concepten die in het dagelijks leven worden gebruikt voor heel alledaagse situaties, zoals het uitoefenen van macht over iets dat gewoonlijk geweld wordt genoemd, en iemand die mentaal onder druk staat wordt gestrest genoemd. Hoewel hun betekenis is afgeleid van de gelijkenis die ze delen in fysieke concepten, laat expliciete analyse significante verschillen zien met het algemene gebruik van de woorden.
Beide concepten worden uitgebreid besproken op het gebied van klassieke mechanica en spelen een centrale rol bij het verklaren van de mechanica van materialen. Het concept van kracht gaat echter veel verder dan de klassieke mechanica tot in de gebieden van relativiteit en kwantummechanica.
Wat is Kracht?
Kracht staat bekend als de factor die een verandering van het momentum van een lichaam veroorzaakt, waarbij de snelheid van verandering van het momentum evenredig is met de grootte van de kracht. Hoewel het concept eeuwenlang gangbaar was, werd het wiskundig gedefinieerd en gepresenteerd door Sir Isaac Newton in Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, gepubliceerd in 1687.
Van de bovenstaande uitdrukking, die bekend staat als de tweede wet van Newton, kan de volgende uitdrukking worden afgeleid. F=m.a=d(mv) / dt (waarbij F kracht is, m massa en a versnelling). De eerste wet stelt dat een object zijn toestand behoudt (beweging in een rechte lijn met constante snelheid of in rust) tenzij erop wordt gereageerd door een ongebalanceerde externe kracht en de derde wet stelt dat er een gelijke en tegengestelde reactie is op elke kracht.
Wat is stress?
Een kracht kan op een lichaam op een groter gebied werken in plaats van op een enkele lijn in het lichaam. Wanneer bijvoorbeeld een kracht wordt uitgeoefend op de uiteinden van een houten staaf of een staaf, wordt de kracht gelijkmatig over het gebied van de staaf overgebracht. Dezelfde situatie doet zich voor wanneer de staaf wordt ingedrukt. Aangezien de gecreëerde interne krachten zowel de grootte als het gebied betreffen dat het op het lichaam veroorzaakt, moet met beide rekening worden gehouden om de interne krachten duidelijk te kunnen beoordelen.
Stress wordt gedefinieerd als de kracht die inwerkt op een oppervlakte-eenheid binnen een vervormbaar lichaam. Wiskundig wordt het uitgedrukt als τ=F / A (waarbij τ de spanning is, F de kracht en A de oppervlakte). Spanningen die op de doorsneden werken, staan bekend als normale spanningen (waarbij de nettokracht loodrecht staat op het vlak van het beschouwde gebied) en spanningen die evenwijdig aan het gebied werken, staan bekend als schuifspanningen (waarbij de nettokracht tangentieel is op het vlak van de beschouwd gebied).
Wat is het verschil tussen kracht en stress?
• Spanning is de kracht die werkt per oppervlakte-eenheid binnen een vervormbaar lichaam.
• Kracht is de factor die de stress veroorzaakt.
