Qual é a diferença entre pressão e estresse?

Como as unidades são iguais ( ), qual a diferença entre pressão e estresse?$\frac{N}{m^2}$

Pressão é uma força aplicada contra a superfície do material em questão. Ele é dividido por área porque descreve forças distribuídas (por exemplo, força de um gás ou líquido comprimido ou sólidos empilhados / empilhados).

O estresse é uma força distribuída através da espessura do material em questão. É dividido por área, porque a força é compartilhada (embora nem sempre uniformemente) pela seção transversal do material. Por exemplo, se você tem um bloco sólido de material suportando um peso, a força do peso, dividida pela largura e profundidade dessa caixa, fornece tensão.

Embora algumas dessas respostas estejam próximas, elas (no momento em que essa resposta foi escrita) estão incorretas até certo ponto.

Pressão e estresse estão intimamente relacionados - de fato, alguém poderia argumentar que a pressão é, em certo sentido, um subconjunto de estresse. Para ser específico, a pressão em um material é a parte isotrópica da tensão total em um material. A pressão é uma quantidade escalar - a mesma em todas as direções, enquanto a tensão é uma quantidade de tensor que captura todas as forças de deformação.

$\sigma_{ij}$

Ou seja, a pressão é o oposto da média dos elementos diagonais do tensor de tensão.

Ao falar mais especificamente em termos de uma condição de contorno ou uma carga aplicada para um problema de análise estrutural, refere-se especificamente a uma tensão normal aplicada sobre uma determinada área.

Pressão e estresse são forças distribuídas em uma superfície, mas são essencialmente dois conceitos bastante diferentes. A principal diferença entre eles é que a pressão é externa e o estresse é interno .

Quando você tem um objeto, a pressão é a força da superfície perpendicular à 'pele' desse objeto.

Para definir o estresse , é útil imaginar um objeto sólido com um conjunto de forças externas (ações e reações) trabalhando em sua superfície. Por causa dessas forças, o objeto é deformado, até estar em estado de equilíbrio. Quando você faz um corte nesse objeto e remove uma parte dele, são necessárias forças na superfície exposta pelo corte para manter o objeto no mesmo estado deformado e em equilíbrio. Essas forças superficiais internas são chamadas de tensões.

Embora a pressão seja definida como perpendicular à superfície do objeto, essa restrição não se aplica a tensões. As tensões podem ser aplicadas em qualquer direção na superfície interna. Essa é outra diferença entre pressão e estresse. As tensões perpendiculares à superfície interna são chamadas de 'tensões normais' (compressão ou tensão). As tensões paralelas à superfície interna são chamadas de 'tensões de cisalhamento'.

Pode-se dizer que eles estão intimamente relacionados, mas enquanto a pressão é mais genérica, onidirecional (como no gás), a tensão é definida em um sólido e é um tensor - com fatores responsáveis ​​pela força de deslocamento em 3 dimensões mais força de torção em 3 eixos.

Com a pressão, você pega um pistão imaginário no cilindro com vácuo, com um dinamômetro acoplado ao pistão, e mede a força que o meio exerce sobre essa parede, dividindo-o pela superfície do pistão. Não importa como você o gire, o valor é o mesmo.

Agora, pegue um monte de extensômetros :

e cubra-os com concreto, formando uma viga de concreto. A princípio, todos mostrarão a mesma pressão do concreto líquido. Mas à medida que o concreto se solidifica, as leituras mudam. Alguns mostrarão valores negativos à medida que o feixe se dobra e tende ao longo do lado externo. Outros mostrarão a pressão lateral da viga, exercendo seu próprio peso perpendicular ao seu comprimento. Se você comprimir a viga, obterá valores bastante extremos longitudinalmente, mas pequenos negativos para fora do eixo à medida que o material comprimido se expande para os lados. Se você tentar dobrar a viga, receberá alguns pequenos negativos no lado externo da dobra, alguns pequenos positivos no lado interno e, então, a viga se romperá; é muito mais fraco contra forças negativas (separando-as) e estas são exercidas no lado externo da curva.

Portanto, ao usar o valor de 'tensão', a menos que você forneça o tensor completo, é sempre essencial escrever em que direção a tensão que você está descrevendo - apenas diminuí-lo como pressão não ajuda muito.

Pressão é a força aplicada por unidade de área. Surge devido a forças externas na superfície de um objeto.

Quando forças externas são aplicadas, a fim de evitar deformação, são geradas forças internas denominadas Estresses. Tanto a pressão quanto o estresse têm a mesma unidade.