Hauptunterschied – Spannung vs. Kompression

Zug und Druck beziehen sich auf Kräfte, die versuchen, ein Objekt zu verformen. Der Hauptunterschied zwischen Spannung und Kompression ist, dass sich Spannung auf Kräfte bezieht, die versuchen, einen Körper zu verlängern, während sich Kompression auf Kräfte bezieht, die versuchen, den Körper zu verkürzen.

Was ist Spannung

Spannung bezieht sich auf Kräfte, die versuchen, einen Körper zu verlängern. Wenn man zum Beispiel einen Gegenstand an einer Schnur aufhängt, zieht das Gewicht des Gegenstandes an der Schnur und versucht, sie zu verlängern. Wir nennen die Kraft, die versucht, die Schnur zu dehnen, „Spannung“. Aufgrund der Spannung sind die Moleküle, aus denen die Schnur besteht, gezwungen, sich von ihrer Gleichgewichtsposition zu entfernen. Die Moleküle versuchen, sich wieder in ihre Gleichgewichtsposition zu bewegen, und ziehen dabei an den Objekten, die versuchen, sie zu dehnen. Wenn sich die Kräfte ausgleichen, kommt das System zu einem Gleichgewicht, obwohl der Faden immer noch unter Spannung steht und über seine ursprüngliche Länge hinaus gedehnt werden kann.

Das Gewicht eines an einem Faden hängenden Objekts übt eine Spannung auf den Faden aus.

Beim Tauziehen steht das Seil unter Spannung.

Die Spannung pro Flächeneinheit (die Fläche, auf die hier Bezug genommen wird, ist die Querschnittsfläche, die im rechten Winkel zur Kraft steht) wird oft als Zugspannung bezeichnet. Der Begriff Zugspannung bezieht sich auf die Zunahme der Länge geteilt durch die ursprüngliche Länge des Körpers.

Was ist Kompression

Kompression bezieht sich auf Kräfte, die versuchen, ein Objekt zu verkürzen. Wenn man zum Beispiel auf eine Feder drückt, übt man eine Kompressionskraft auf sie aus. Wirken die Druckkräfte nur in eine Richtung, spricht man von einachsiger Kompression. Wirken die Druckkräfte in zwei oder drei Richtungen, spricht man von biaxialer bzw. triaxialer Kompression.

Unterschiedliche Arten von Spannung

Die Druckkraft pro Flächeneinheit (auch hier beziehen wir uns auf die Querschnittsfläche) des Objekts wird als Druckspannung bezeichnet. Das Verhältnis der Längenverringerung geteilt durch die ursprüngliche Länge wird als Druckspannung bezeichnet.

Biegen

Wenn sich Objekte biegen, stehen sie gleichzeitig unter Druck und Zug. Betrachten wir zum Beispiel den unten abgebildeten I-Träger:

Wenn sich Objekte biegen, steht ein Teil des Objekts unter Spannung, während ein anderer Teil unter Druck steht.

Der obere Teil des Trägers steht unter Druck, während der untere Teil des Trägers unter Spannung steht. Die Linie, die in der Mitte des Trägers verläuft, steht weder unter Zug noch unter Druck. Der obere und der untere Teil des I-Trägers sind dicker (was ihm die „I“-Form verleiht), weil dies die Bereiche sind, die am stärksten belastet werden. Da die Spannung die Kraft pro Flächeneinheit ist, kann durch eine große Fläche die Spannung an den Enden des Trägers verringert werden.

Unterschied zwischen Spannung und Kompression

Krafteinwirkung

Zug ist eine Kraft, die versucht, ein Objekt zu verlängern.

Kompression ist eine Kraft, die versucht, ein Objekt zu verkürzen.