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力的作用效果编辑

我们知道,任何物体,都能被足够强的作用改变,即使不能改变,也能够发生相应的弹性形变。如果,我们进一步探究,我们就会发现,能够产生明显效果的力,可能不止是因为力的大小大。根据一些生活经验,我们知道,较小的受力面积可以使相同的力使一个物体更容易进入另一个物体的内部。如,越薄的刀刃越容易切菜,越尖的针越容易穿透布料。我们发现,受力面积对力作用产生的效果有很大的影响,并且,经过一些实验,这个影响可以被量化,且存在一定的规律,我们将这个物理量定义为压强。

压强编辑

压强,表示物体特定作用面上的力与作用面积的比值,压强

 
其中 表示作用力在与作用没垂直的方向上的分量大小, 为接触面的面积大小。这里需要注意的地方有两个。首先,作用力 的方向必须合力是与作用面垂直,方向的分力,这样才能有挤压效果,称之为压力。其次,我们定义压强时,使用的是压力的大小,因此压强是标量。

实际上,我们可以将压强定义为矢量,但是,这样会造成研究气压、液压时的使用不便,因为在这样的流体中(如果它们被视为理想流体),任何方向上压强大小都是相等的:比方说大气中的一个物体,各个方向受到的大气压强都是大致相等的,而不是仅有上方受到大气压强。

压强的基本单位是帕斯卡(Pa),

 

应力编辑

应力,表示物体单位面积内受到的力,对于一个受到均匀力的表面,其应力为

 
其中 为表面受到的均匀的力, 为受力面的面积。应力为研究物体表面受力情况定义的物理量,具有方向性,是矢量。对于那些受力不均匀,或表面为曲面的情况,计算要复杂的多,需要用到微积分,这里不再深入探讨。