
【化】 normal pressure
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
always; at; be partial to; direction; face; out; to; toward
【醫】 ad-; ak-; ob-
press; tension; compressive stress; pinch; stress; tax
【化】 pressure
【醫】 baro-
法向壓力(normal pressure)是工程力學中的基礎概念,指物體接觸面上垂直于作用面的應力分量。該術語由"法向"(normal)和"壓力"(pressure)組成,其中"法向"源自幾何學中"垂直方向"的定義。在彈性力學中,法向壓力可表述為:
$$ sigma_n = frac{F_perp}{A} $$
式中$sigma_n$為法向應力,$F_perp$為垂直作用力,$A$為受力面積。該定義在《工程力學基礎》(高等教育出版社)第二章有詳細推導。
根據劍橋大學工程系公開課材料,法向壓力在齒輪傳動、軸承設計等領域具有關鍵作用,其數值大小直接影響材料的屈服強度和疲勞壽命。國際标準化組織ISO 80000-4:2019将法向壓力歸類為"表面力"的基本量綱,建議采用帕斯卡(Pa)作為标準計量單位。
法向壓力是力學中的重要概念,指垂直于受力面或接觸面方向的壓力。以下是詳細解釋:
方向特性
法向壓力中的“法向”指法線方向,即垂直于受力面的方向。例如,平面接觸時,法線方向與該平面垂直;曲面接觸時,法線方向為該點處的切線垂直方向。
與正壓力的關系
在固體力學中,法向壓力常被稱為正壓力,即作用線與接觸面垂直的彈力。例如,靜止物體接觸時,正壓力的大小等于法向壓力。
在流體力學中,法向壓力定義為:
$$
p = lim_{Delta A to 0} frac{Delta F}{Delta A}
$$
其中,$Delta F$為垂直作用于微小面積$Delta A$上的力。靜止流體中,某點的法向壓力各方向相等(各向同性)。
法向壓力垂直于接觸面,而切向力(如摩擦力)平行于接觸面。兩者共同構成物體受力的正交分量。
如需進一步了解具體領域(如流體靜力學或材料力學)中的公式推導,可參考工程力學教材或專業文獻。
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