Stres kontra obciążenie
Naprężenie i odkształcenie to fizyczne właściwości materiału, gdy jest on poddawany naciskowi lub przyłożony do niego. Ciało stałe pod wpływem nacisku ma zdolność odkształcania się. Nacisk na jednostkę powierzchni ciała stałego określany jest jako naprężenie, podczas gdy deformacja powstająca z powodu tego naprężenia nazywana jest odkształceniem wynikowym. Napięcie i stres są ze sobą misternie powiązane, a obciążenie wynika tylko ze stresu. W tym artykule podjęto próbę podkreślenia różnic, a także związku między stresem a napięciem.
Wszyscy wiemy, że skały są pod ciągłym naciskiem, ale trudno sobie wyobrazić, że substancja tak twarda jak skała może ustąpić, zgiąć się i pęknąć. Ale kiedy uczniowie zrozumieją pojęcia naprężenia i napięcia, zrozumieją, jak skały ustępują i powodują powstawanie nowszych skał. Trzy słowa, wszystkie zaczynające się od S (naprężenie, odkształcenie i struktura) i używane w geologii, są źródłem zamieszania wśród studentów geologii. Prawdą jest, że stres i napięcie są również używane w powszechnym codziennym języku angielskim, ale tutaj zajmujemy się ich znaczeniem tylko w inżynierii budowlanej i geologii.
Wyobraź sobie, że jesteś pod presją. Czy nie poczujesz się zestresowany? W ten sposób można zapamiętać znaczenie stresu nawet w geologii. Uczniowie otrzymują Play-Doh, aby zrobić wyimaginowane skały, a następnie zastosować na nich nacisk (odczytaj naprężenie), aby zobaczyć, czy ustąpią (występuje naprężenie) i wynikającą z tego strukturę. Chociaż użycie kitu lub Play-Doh daje uczniom wyobrażenie o tym, co dzieje się, gdy na skałach występuje znaczne naprężenie (nacisk 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 bryły.
• Odkształcenie jest deformacją lub zmianą wymiarów skały w stosunku do pierwotnego wymiaru, a zatem jest wielkością bezwymiarową.
• Naprężenie w ciele jest wprost proporcjonalne do naprężenia, któremu jest poddawane w jego granicach sprężystości.
• Zarówno naprężenie, jak i odkształcenie są ważnymi właściwościami skał, które wyjaśniają deformację skał i tworzenie nowych warstw skał w skali długookresowej.
