Kompresija proti napetosti
Napetost in stiskanje sta dva pojma, o katerih razpravlja fizika. Napetost je sila, stiskanje pa pojav. Oba koncepta igrata pomembno vlogo na področjih, kot so mehanski sistemi, avtomobilski inženiring, toplotni motorji, znanost o materialih, nihala in različna druga področja. Bistvenega pomena je pravilno razumevanje napetosti in stiskanja, da bi blesteli na teh področjih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta stiskanje in napetost, njuni definiciji, uporabi stiskanja in napetosti, podobnosti med stiskanjem in napetostjo ter končno razlika med stiskanjem in napetostjo.
Napetost
Napetost je opredeljena kot vlečna sila, s katero deluje kabel, vrvica, veriga ali podoben predmet. Obstajata dve vrsti nizov. Breztežnostna struna je hipotetična struna brez teže. Prava struna je struna s končno količino teže. Ti dve definiciji sta pomembni pri opisovanju napetosti. Ko predmet potegnete za vrvico, se napetost pojavi na vsaki točki vrvice. To je posledica medmolekularnih privlačnosti. Vezi med molekulami delujejo kot majhne vzmeti, ki preprečujejo, da bi se molekuli ločili. Ko poskuša sila raztegniti vrvico, se te vezi uprejo deformaciji. To povzroči niz uravnoteženih sil po vsej struni. Samo oba konca vrvice imata neuravnotežene sile. Neuravnotežena sila na koncu, na katero deluje začetna sila, je uravnotežena z začetno silo. Neuravnotežena sila na koncu predmeta deluje na predmet. V tem smislu lahko napetost obravnavamo kot metodo širjenja sile. Če ima niz težo, niz ne bo vodoraven, zato je treba k izračunu dodati težo niza.
Stiskanje
Kompresija je zmanjšanje prostornine plina, tekočine ali trdne snovi zaradi zunanjih sil, ki delujejo nanje. Sama kompresija ni natančno definirana količina. Lahko se vzame kot količina zmanjšane prostornine ali odstotek količine zmanjšane prostornine. Kvantitativna meritev kompresije je Youngov modul za trdne snovi in faktor stisljivosti za pline. Youngov modul je razmerje med pritiskom na predmet (obremenitvijo) in deformacijo predmeta. Ker je deformacija brezdimenzijska, so enote Youngovega modula enake enoti tlaka, ki je Newton na kvadratni meter. Za pline je faktor stisljivosti opredeljen kot PV/RT, kjer je P tlak, V izmerjena prostornina, R univerzalna plinska konstanta in T temperatura v Kelvinih.
Kakšna je razlika med stiskanjem in napetostjo?
• Napetost je metoda širjenja sile; kompresijo lahko uporabimo za prenos sile kot tlak v hidravličnih sistemih, vendar do kompresijskega procesa ne pride.
• Napetost je sila, stiskanje pa pojav. Napetost je veljavna samo v trdnih strunah, stiskanje pa je mogoče uporabiti za kateri koli material.
• Pri napetosti je sila, ki deluje na predmet, vedno usmerjena navzven od predmeta. Pri stiskanju je sila, ki deluje na predmet, usmerjena navznoter k predmetu.
