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과학

응력

응력과학
영문명
Stress
SI 단위
Pa
균일 인장의 평균값
σ = F/A
주요 구분
수직 응력과 전단 응력
응력은 물체 내부에서 힘이 면적에 걸쳐 전달되는 상태를 나타내는 물리량이다. 단순한 균일 인장에서는 단면에 수직인 힘을 단면적으로 나누어 평균 응력을 구한다. 일반적으로는 면의 방향과 힘의 방향을 함께 고려해야 한다.

힘만으로 부족한 설명

같은 힘으로 당겨도 가는 줄과 굵은 줄의 내부 상태는 다를 수 있다. 단면적을 함께 고려하는 응력은 이런 차이를 표현한다. 다만 힘을 면적으로 나눈 단순한 평균이 물체의 모든 지점의 상태를 완전히 보여 주는 것은 아니다.

어떤 면에 작용하는가

고려하는 면에 수직인 성분과 나란한 성분을 구분할 수 있다. 당기거나 누르는 상황과 옆으로 미는 상황은 서로 다른 변형을 만들 수 있다. 면의 방향을 정하지 않고 응력의 값 하나만 말하면 상태를 충분히 설명하지 못할 수 있다.

변형률과의 관계

응력은 힘의 전달에 관한 양이고 변형률은 크기나 모양이 얼마나 상대적으로 바뀌었는지를 나타낸다. 둘은 재료의 성질에 따라 연결된다. 같은 응력이라도 서로 다른 재료의 변형률은 다를 수 있다.

압력과 비교하기

압력과 응력은 같은 단위를 사용하지만 모든 응력을 압력 하나로 설명할 수는 없다. 정지 유체의 압력과 고체가 받는 방향별 응력은 구분해야 한다. 복잡한 물체의 응력 분포는 형상과 경계 조건 등의 영향을 받는다.

관련 문서

변형률 / 탄성계수 / 압력 / 힘 / 탄성 / 재료과학