s
→
{\displaystyle {\vec {s}}}
w dowolnym punkcie przekroju zależy od kierunku normalnej zewnętrznej
n
→
{\displaystyle {\vec {n}}}
do tego przekroju oraz wartości i kierunku działającej na niego elementarnej siły
Δ
F
→
.
{\displaystyle \Delta {\vec {F}}.}
Naprężenie oblicza się ze wzoru
s
→
=
lim
Δ
A
→
0
Δ
F
→
Δ
A
.
{\displaystyle {\vec {s}}=\lim _{\Delta A\to 0}{\frac {\Delta {\vec {F}}}{\Delta A}}.}
Wektor ten można rozłożyć na dwie składowe:
s
→
=
σ
n
n
→
+
τ
→
,
{\displaystyle {\vec {s}}=\sigma _{n}{\vec {n}}+{\vec {\tau }},}
gdzie:
s
→
{\displaystyle {\vec {s}}}
– wypadkowy wektor naprężenia,
Δ
F
→
{\displaystyle \Delta {\vec {F}}}
– wypadkowy wektor elementarnych sił wewnętrznych działających na elementarną powierzchnię
Δ
A
,
{\displaystyle \Delta A,}
A
{\displaystyle A}
– pole przekroju,
σ
n
{\displaystyle \sigma _{n}}
– składowa normalna (prostopadła do przekroju),
n
→
{\displaystyle {\vec {n}}}
– wektor normalny do powierzchni,
τ
→
{\displaystyle {\vec {\tau }}}
– składowa styczna, ścinająca (równoległa do przekroju).
W każdym punkcie ciała, w którym występuje stan naprężenia, można wprowadzić dowolnie zorientowany prostokątny, kartezjański układ współrzędnych. Wykonując trzy przekroje prostopadłe do tych osi, można wyznaczyć dziewięć składowych stanu naprężenia. Są to kolejno:
σ
x
,
τ
x
y
,
τ
x
z
,
σ
y
,
τ
y
x
,
τ
y
z
,
σ
z
,
τ
z
x
,
τ
z
y
.
{\displaystyle \sigma _{x},\;\tau _{xy},\;\tau _{xz},\;\sigma _{y},\;\tau _{yx},\;\tau _{yz},\;\sigma _{z},\;\tau _{zx},\;\tau _{zy}.}
Jeżeli zwrot wektora naprężenia normalnego skierowany jest „na zewnątrz” otoczenia punktu, naprężenie normalne przyjmuje wartość dodatnią i nazywane jest naprężeniem rozciągającym.