壓力與應力的區別

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簡介

壓力和應力都是力，經常被誤解；然而，壓力被定義為作用在物體上的物理力。簡單來說，壓力是指作用在單位面積上的力的大小。壓力主要被認為是熱力學的一個獨特屬性，並且是應力的一個起因。另一方面，應力指的是材料的屬性，它是由施加的壓力產生的結果。然而，這兩種力都至關重要，因為它們被用於物理科學和工程領域，因為它允許對流體、彈性和塑膠的行為進行適當的描述和預測。

什麼是應力？

簡單來說，應力被定義為衡量內阻力的強度。然而，這種阻力是在某一點產生的，是由於施加的壓力或力的結果。需要施加在單位面積上的內力的大小（Han 等人，2019）。需要注意的是，應力的概念是在所述物體的材料體內產生的。因此，物體的應力可以表示為，$\mathrm{\sigma\:=\:(-)\:F/A}$，其中，$\mathrm{-F}$ 表示內阻力。

圖 1：試樣中產生的應力

應力的應用

應力的概念主要應用於物理科學和工程領域，並有多種用途。應力和應變圖確定了一個圖形顯示，用於測量多種材料的強度和彈性。

然而，剪下應力在固體中觀察到，並導致若干作用，包括金屬棒的扭曲，基於縱軸。當發生擰緊螺釘時，就會發生這種情況。液體和氣體的流動是在流體中藉助剪下應力發生的（Whatispiping，2022）。飛機穿過空氣時也證明了剪下應力的應用。對於連續變形，剪下應力應用於真正的流體。

壓力的定義

術語壓力可以定義為外力在某一點作用的強度。這是作用在單位面積上的外力數量。然而，壓力似乎像物體表面的法線一樣起作用，它起作用，並且這種力以兩種物質的形式施加，例如液體和氣體。

壓力錶示為 p = F/A，其中 F 表示正向力。壓力的概念可以透過多種儀器進行物理測量，包括氣壓計、壓力計、壓力錶等等。

圖 2：力

壓力：公式和應用

作用在物體上每個單位面積上的力通常用術語壓力來表示。為了表示這個術語，帕斯卡被用作 SI 單位。帕斯卡的定義可以表述為作用在一個平方米表面積上的一個牛頓力（Physicsgoeasy，2022）。在此基礎上，壓力公式已被表示出來，該公式的數學表示為壓力=力/面積。

圖 3：空氣壓力在日常生活中的應用

在日常生活中可以看到的壓力應用是大氣壓。更簡單地說，這裡指的是氣壓。在日常生活中，已經透過施加氣壓執行了幾項活動。

人類的機體功能每天都在承受著高氣壓的生存。另一方面，用吸管喝水、槍支發射子彈都是氣壓應用的例子。

壓力與應力：區別

壓力和應力之間的區別如下：

應力可以定義為變形物體在單位基礎上的內阻力。相反，壓力由作用在物體表面單位面積上的力的大小來定義。應力可以是正的也可以是負的，而壓力只能確定為正的。應力的計算只能透過計算測量應變來實現。另一方面，壓力可以透過使用壓力錶、壓力計等儀器進行物理測量（Sciencedirect，2022）。

壓力總是壓縮的，但應力可以是剪下、壓縮和拉伸。在不同的方向上，應力的幅度不同，但壓力在所有方向上都相同。

結論

本教程說明了壓力和應力這兩個概念。在壓力的定義中，物理力通常被稱為壓力，而應力被定義為物體的材料屬性。這些定義上的差異表明物理學的這兩個術語存在一些差異。著眼於這一說法，本教程解釋了這兩個概念之間的區別。核心區別在於，應力可以施加到固體物體上，而壓力也可以施加到液體、流體和氣體上。

常見問題

Q1. 壓力本質上總是壓縮的嗎？

根據物理定律，壓力總是被認為作用於表面的法線方向，其性質總是壓縮的。為了對壓力進行完整描述，僅使用幅度。

Q2. 在物理學中，壓力與應力相同嗎？

在某些情況下，應力被用作壓力的同義詞，但這兩個概念彼此不同，核心區別在於，外力施加的是壓力，但應力被認為是在內部發現的，它影響物體改變大小或形狀。