應力

---

簡介

施加變形力可以使物體變形。此外，在將物體恢復到原始形狀的過程中，需要另一股力。物體內部會釋放一股反作用力。不同型別的應力可以根據所執行的動作以不同的格式進行分類。此外，應力用於使物體變形。曲線可以直觀地表示應力-應變之間的關係。在本教程中，詳細介紹了應力的型別和胡克定律。

關於應力的資訊

固體具有固定的形狀和尺寸，從製造之日起就保持不變。為了改變原始尺寸和形狀或使物體變形，需要力。單位面積上施加或需要變形物體的力的大小就是應力。應力與應變成對稱關係 (Scool.co, 2022)。我們可以將其表示為等式：

應力 = 力 / 橫截面積。

此外，應變表示為單位長度上的延伸量。

因此，在測量時，作用在某個面積上的力的量可以與單位面積成正比。當物體受到這樣的力作用時，物體保持靜止並處於平衡狀態，則會發生不同程度的變形，這取決於物體材料的特性和變形力的強度。許多材料的變形肉眼可能無法察覺。

當物體受到變形力作用時，物體內部也會產生恢復力。這種恢復力的大小相等，但方向與作用力相反。單位面積上的恢復力稱為應力。因此，應力的大小 = F/A

應力的型別

物理學中有多種應力，但主要分為兩類：正應力 (法嚮應力) 和切應力 (剪應力)。不同型別的應力與以下特性有關

正應力 (法嚮應力)

當變形力的方向垂直於目標物體的橫截面積時，通常會對物體施加正應力。導線的尺寸或物體的大小會改變法嚮應力的大小。根據單位面積上施加力的量，正應力還可以細分為兩類。

縱向應力

當變形應力沿物體長度方向作用時，稱為縱向應力。它可以拉伸或壓縮物體的長度。這種應力的作用會導致物體直徑發生變化。

體積應力

在施加變形應力的階段，施加的力導致體積發生變化。在體積應力中，由於施加了變形力，物體的體積會發生變化。

拉應力 (張應力)

施加變形力會導致施加應力的物體長度增加。此外，透過兩端拉伸施加相反或相等的力，從而產生拉應力。

壓應力 (壓縮應力)

相反的情況是，施加的力導致施加力的物體長度減少，這稱為壓應力。此外，拉應力或壓應力還可以稱為縱向應力。

可以透過實驗確定在拉應力下給定物體的應變和應力之間的關係。在常見的拉伸試驗中，施加的力會拉伸一根線。記錄長度的變化比例（應變）和產生應變所需的施加力。逐步緩慢增加施加的力並記錄尺寸變化。可以繪製一個曲線圖，該曲線圖在應力（與單位面積上的施加力成正比）和產生的應變之間建立關係，以瞭解該過程。此外，應變和應力之間的關係曲線會因物體本身而異。

胡克定律

應變和應力在不同的情況下表現出不同的形式。當應力變形量較小時，應變和應力彼此成正比。這種應力應變關係需要是線性的 (Onheaven.co, 2022)。此外，胡克定律在應力和應變方面是充分的，並且對大多數物體都是有效的。

圖片即將推出

結論

在本教程中，成功地介紹了物體上的變形壓力以及應變和應力之間的關係。應力-應變行為因物體而異。通常，承受力的物體施加變形力被稱為應力作用。透過施加作用力，可以很容易地理解應變和應力之間的比例關係。從本教程中可以看出，應變是一個無量綱量。

常見問題

問1. 應力到底是什麼？

答. 應力是作用在物體單位面積上的力的大小，它會導致物體的形狀發生變化。此外，應力是一種外部力，用於使物體變形。

問2. 應力和應變之間有什麼關係？

答. 在彈性極限內，應力和應變之間的關係是成正比的。這種關係在胡克定律中得到了解釋。

問3. 應力和應變的概念在哪些領域得到應用？

答. 應力的概念應用於其他工程技術。在類似領域中，理解該概念是可靠的，並且需要理解它，以瞭解可能影響某些結構的外部力。