壓力

絕對壓力

絕對壓力 (Absolute Pressure)
國立臺灣大學物理學系 曾奕晴

壓力的定義

在物理學上,壓力 (\(\mathrm{P}\), Pressure) 的定義為物體在單位面積上所受的正向力。用數學式表達即為 \(P=\frac{F}{A}\),其中 \(F\) 為作用之正向力,\(A\) 為表面積。

壓力有許多不同的單位表示方法,其中常用的有標準大氣壓 (\(\mathrm{atm}\))、帕斯卡 (\(\mathrm{Pa}\), pascal)、巴 (\(\mathrm{bar}\))、托 (\(\mathrm{torr}\))、公分水銀柱 (\(\mathrm{cm-Hg}\)),以及 \(\mathrm{PSI}\)(磅/平方英吋)。

輻射壓

輻射壓(Radiation Pressure)
加州大學柏克萊分校物理系 2012 盧奕銓

  • 定義及基本概念

電磁波(光)在傳遞時帶有動量,所以當電磁波打在物質上時,不論是被吸收或是被反射,都會對物質施力。就如同許多小球不斷地打在牆壁上,牆壁會受到力一樣。而每單位面積所受到電磁波的力,就稱為輻射壓,或是光壓。

輻射壓的大小,除了跟電磁波所攜帶的動量大小有關之外,也跟受力物質的特性有關:如果物質本身完全吸收入射電磁波,那麼光壓 \(P\) 就是

\(P=\frac{1}{A}\frac{p}{t}\)

 其中 \(p\) 是在 \(t\) 時間內入射在面積 \(A\)內的電磁波動量。

城市之疾

在居住城市人口大幅增加的趨勢中,精神疾病人數也快速成長,心裡學家懷疑,城市生活的壓力是背後的主因。現在他們利用新的定位及通訊技術,瞭解城市住民面對不同壓力情境的及時反應,以便釐清問題。 坎伯威爾是倫敦南邊一個商業活動頻繁、人潮熙來攘往的區域,當地國民健康局從一九六五年起,開始進行一項不尋常的長期調查,對該區居民診斷出罹患思覺失調症、憂鬱症、躁狂抑鬱症或有任何其他精神異常狀況的每一個案歷年發展情況,逐案追蹤記錄。經過數十年後,心理學家回顧這些完整歷史紀錄,意外發現端倪:從一九六五年到一九九七年間,當地居民罹患思覺失調症的人口竟然成長了差不多一倍,從每十萬居民中患病人數的十一個,增加到二十三個,大大超越同期間整體人口的平均成長率。這個數據撩起許多研究學者心中疑問:都市生活的壓力,是否造成罹患思覺失調症及其他心理疾病的機率大增? 這是現今人類面臨的迫切問題。回想一九五○年,全球只有不到三分之一人口住在城市,但時至今日,因為城市提供的發展前景與工作機會,全球已有半數人口住在都市。心理性疾病已成為影響全球人類的第二大疾病,僅次於傳染性疾病,雖然全球統計數據尚未顯示心理疾病的發病情形巨幅上升,但是相關醫療成本持續增加。以德國為例,人們因精神疾病請假的次數,在二○○○年到二○一○年間,成長了一倍;在北美洲,無法上工而請假的情形,估計有幾近百分之四十與憂鬱有關。在倫敦精神病學研究所並主持坎伯威爾研究計畫的波伊戴爾(Jane Boydell)表示,「統計數據顯示,城市生活會讓人生病。」

壓力

壓力 (Pressure)
臺中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

壓力(通常以 $$P$$ 來表示)是單位面積上所受的正向力。

定義(公式):$$\displaystyle P=\frac{F}{A}$$

$$P$$ 為壓力、$$F$$ 為正向力、$$A$$ 為面積

壓力是一個純量,其 SI 制單位為帕 ($$Pa$$)。$$1~Pa=1~N/m^2$$

壓力可以傳遞至流體的各個部分和容器壁,它是熱力學的基本參數。

靜止流體的壓力

靜止流體 (Fluid Statics) 的壓力
臺中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

為了抵抗變形,流體(液體和氣體)會產生一垂直於表面的壓力。靜止流體在各方向所受的壓力皆相等的,這樣的特性使得流體可以透過連通管傳送力到管的末端,如果施力不平衡,流體會延著受力方向移動。