Pääero – Jännitys vs. puristus

Jännityksellä ja puristuksella tarkoitetaan voimia, jotka pyrkivät muokkaamaan esinettä. Tärkein ero jännityksen ja puristuksen välillä on, että jännityksellä tarkoitetaan voimia, jotka pyrkivät venyttämään kappaletta, kun taas puristuksella tarkoitetaan voimia, jotka pyrkivät lyhentämään kappaletta.

Mitä on jännitys

Jännityksellä tarkoitetaan voimia, jotka pyrkivät venyttämään kappaletta. Aina kun esimerkiksi ripustat esineen narusta, esineen paino vetää narua ja yrittää venyttää sitä. Kutsumme voimaa, joka yrittää venyttää narua, jännitykseksi. Jännityksen vuoksi jousen muodostavat molekyylit joutuvat liikkumaan pois tasapainoasemastaan. Molekyylit yrittävät liikkua takaisin kohti tasapainoasentoaan, ja näin tehdessään ne vetävät takaisin esineitä, jotka yrittävät venyttää niitä. Jos voimat tasapainottuvat, systeemi pääsee tasapainotilaan, vaikka jousi on edelleen jännityksen alaisena ja saattaa venyä alkuperäistä pituuttaan pidemmäksi.

Langasta roikkuvan esineen paino aiheuttaa lankaan jännitystä.

Kun pelataan köydenvetoa, köysi on jännityksen alaisena.

Pinta-alayksikköä kohti kohdistuvaa jännitystä (pinta-alalla tarkoitetaan tässä poikkipinta-alaa, joka on kohtisuorassa voimaan nähden) kutsutaan usein vetojännitykseksi. Termi vetojännitys viittaa pituuden kasvuun jaettuna kappaleen alkuperäisellä pituudella.

Mitä on puristus

Puristuksella tarkoitetaan voimia, jotka pyrkivät lyhentämään esinettä. Jos esimerkiksi painat jousen alaspäin, kohdistat siihen puristusvoiman. Jos puristusvoimat vaikuttavat yhteen suuntaan, puristusta kutsutaan yksiakseliseksi. Jos puristusvoimat vaikuttavat kahta tai kolmea suuntaa pitkin, niitä kutsutaan vastaavasti kaksiaksiaaliseksi ja kolmiaksiaaliseksi puristukseksi.

Differenterent types of Tension

Kappaleen pinta-alayksikköä kohti laskettua puristusvoimaa (tässäkin yhteydessä viitataan poikkipinta-alaan) kutsutaan puristusjännitykseksi. Pituuden pienenemisen suhdetta jaettuna alkuperäisellä pituudella kutsutaan puristusjännitykseksi.

Taivutus

Kun kappaleet taipuvat, ne ovat samanaikaisesti puristuksen ja jännityksen alaisina. Tarkastellaan esimerkiksi alla olevaa I-palkkia:

Kun kappaleet taipuvat, osa kappaleesta on jännityksen alaisena, kun taas toinen osa on puristuksen alaisena.

Palkin yläosa on puristuksen alaisena, kun taas palkin alaosa on jännityksen alaisena. Palkin keskellä kulkeva viiva ei ole jännityksen tai puristuksen alaisena. I-palkin ylä- ja alaosasta tehdään paksummat (jolloin se saa I-muodon), koska näille alueille kohdistuu eniten voimaa. Koska jännitys on voima pinta-alayksikköä kohti, suuren pinta-alan ansiosta palkin päihin kohdistuva jännitys vähenee.

Jännityksen ja puristuksen ero

Voiman vaikutukset

Jännitys on voima, joka pyrkii pidentämään kohdetta.

Puristus on voima, joka pyrkii lyhentämään kohdetta.