Jõud vs stress
Jõud ja stress on mõisted, mida kasutatakse igapäevaelus väga tavalistes olukordades, näiteks võimu teostamist millegi üle nimetatakse tavaliselt jõuks ja kedagi survestatakse vaimselt stressis. Ehkki nende tähendus tuleneb sarnasusest, mida nad füüsikalistes mõistetes jagavad, näitab selgesõnaline analüüs olulisi erinevusi sõnade tavalisest kasutamisest.
Mõlemat mõistet käsitletakse klassikalise mehaanika valdkonnas ulatuslikult ja neil on materjalide mehaanika selgitamisel keskne roll. Jõu mõiste ulatub aga klassikalisest mehaanikast kaugemale relatiivsus- ja kvantmehaanika valdkondadesse.
Mis on jõud?
Jõudu tuntakse kui tegurit, mis põhjustab keha impulsimuutuse, kus impulsimuutuse kiirus on proportsionaalne jõu suurusega. Ehkki see oli sajandeid levinud, määratles selle mõiste matemaatiliselt Sir Isaac Newton ja esitas selle 1687. aastal avaldatud teoses Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica.
Ülaltoodud väljendist, mida tuntakse Newtoni teise seadusena, võib tuletada järgmise avaldise. F = ma = d (mv) / dt (kus F on jõud, m on mass ja a on kiirendus). Esimene seadus ütleb, et objekt säilitab oma oleku (liikumine sirgjoonel püsiva kiirusega või puhkeseisundis), välja arvatud juhul, kui sellele mõjub tasakaalustamata väline jõud ja kolmas seadus ütleb, et iga jõu suhtes on võrdne ja vastupidine reaktsioon.
Mis on stress?
Jõud võib mõjuda kehale suuremal alal, mitte üksiku joonena kehas. Näiteks kui puitvarda või varda otstele rakendatakse jõudu, kandub jõud varda piirkonnas võrdselt. Sama olukord juhtub varda vajutamisel. Kuna loodud sisejõud hõlmavad nii keha suurust kui ka pinda, tuleb sisejõudude selgeks hindamiseks arvestada mõlemaga.
Pinge on määratletud kui deformeeruva keha pindalaühikule mõjuv jõud. Matemaatiliselt väljendatakse seda kui τ = F / A (kus τ on stress, F on jõud ja A on pindala). Ristlõigetele mõjuvad pinged on tuntud kui normaalsed pinged (kus netojõud on normaalne vaadeldava ala tasapinnale) ja piirkonnaga paralleelselt mõjuvad pinged on nihkepinged (kus netojõud on tangentsiaal arvestatav ala).
Mis vahe on jõul ja stressil?
• Stress on deformeeruva keha pindalaühikule mõjuv jõud.
• Stressi põhjustav tegur on jõud.
