Stres vs obciążenie
Naprężenie i odkształcenie to fizyczne właściwości materiału, gdy jest poddawany naciskowi lub obciążeniu. Ciało stałe poddane naciskowi ma zdolność deformacji. Nacisk na jednostkę powierzchni ciała stałego jest nazywany naprężeniem, podczas gdy deformacja, która ma miejsce z powodu tego naprężenia, nazywana jest odkształceniem wynikowym. Naprężenie i stres są ze sobą ściśle powiązane, a odkształcenie jest wynikiem tylko stresu. W artykule podjęto próbę podkreślenia różnic, a także związku między stresem a odkształceniem.
Wszyscy wiemy, że skały są pod stałym ciśnieniem, ale trudno sobie wyobrazić, że substancja tak twarda jak skały może ustąpić lub zgiąć się i pęknąć. Ale kiedy uczniowie zrozumieją pojęcia stresu i naprężenia, zrozumieją, jak skały ustępują i powodują powstawanie nowszych skał. Trzy słowa, wszystkie zaczynające się na literę S (naprężenie, odkształcenie i struktura), używane w geologii, są źródłem nieporozumień wśród studentów geologii. Prawdą jest, że stres i napięcie są również używane w potocznym języku angielskim, ale tutaj zajmiemy się ich znaczeniem tylko w inżynierii strukturalnej i geologii.
Wyobraź sobie, że jesteś pod presją. Nie będziesz się zestresować? To sposób na zapamiętanie znaczenia stresu nawet w geologii. Uczniowie otrzymują Play-Doh, aby wykonać wyimaginowane skały, a następnie wywierają na nie nacisk (odczytaj stres), aby zobaczyć, czy ustąpią (występuje napięcie) i uzyskaną strukturę. Chociaż użycie szpachli lub Play-Doh daje uczniom wyobrażenie o tym, co dzieje się, gdy na skały występuje znaczne naprężenie (ciśnienie na jednostkę powierzchni), należy zrozumieć, że deformacje w skałach mają miejsce z powodu tysięcy lat ciągłego naprężenia.
Jaka jest różnica między stresem a obciążeniem?
• Naprężenie to ciśnienie na jednostkę powierzchni przyłożone do skały lub ciała stałego.
• Odkształcenie to deformacja lub zmiana wymiaru skały w stosunku do pierwotnego wymiaru, a zatem będąca wielkością bezwymiarową.
• Naprężenie ciała jest wprost proporcjonalne do naprężenia, na które jest poddawane, w granicach jego elastyczności.
• Zarówno naprężenie, jak i odkształcenie są ważnymi właściwościami skał, które wyjaśniają deformację skał i tworzenie nowych warstw skał w długiej skali.
