Способи деформування тіл

Механічний вплив на тіло змінює взаємне розташування його частинок.

Деформація – зміна взаємного розташування частинок тіла, що призводить до зміни його форми і розмірів.

При дії на тіло зовнішньої деформуючий сили відстань між частинками змінюється. Це призводить до виникнення внутрішніх сил, що прагнуть повернути атоми (іони) в початкове положення. Мірою цих сил є механічне напруження.

Розтягування (стиснення)

Цей вид деформації виникає, коли до стрижня (бруска) із закріпленим підставою прикладається сила F, спрямована уздовж його осі (рис. 6.1, а). Під дією цієї сили довжина стержня збільшується на деяку величину Δl (l – початкова довжина).

При цьому в кожному перетині стрижня виникають спрямовані по нормалі сили (F1 і F2), рівні за величиною доданої силі F і зумовлені зміною відстані між частинками при розтягуванні. Сила F1 діє на верхню частину бруска з боку нижньої частини; сила F2 – навпаки (рис. 6.1, б).

Стан розтягнутого тіла характеризується поздовжнім (нормальним) напругою σ, яке може бути обчислено для будь-якого перетину тіла, перпендикулярного доданої силі. Величина абсолютної деформації А! залежить від початкової довжини стрижня, тому ступінь деформації виражають через відношення абсолютної деформації до первісної довжині. Це відношення називається відносною деформацією (ε).

Відносна деформація – величина безрозмірна. Іноді її виражають у відсотках: ε = (Δl / l) х100%.

У більшості випадків при розтягуванні або стисненні ступінь деформації в різних перетинах стрижня різна. Це можна побачити, якщо на поверхню тіла нанести квадратну сітку. Після деформування сітка спотвориться. За характером і величиною цього спотворення можна судити про розподіл напруги уздовж зразка (рис. 6.2).

Видно, що зміни форми осередків сітки максимальні у середній частині стержня і майже відсутні на його краях.

Дослідним шляхом було встановлено, що невеликі деформації зникають після зняття зовнішнього впливу. Такі деформації називаються пружними. Для них виконується закон Гука:

При пружної деформації напругу прямо пропорційно величині відносної деформації. Деформація зсуву виникає, якщо на тіло діє дотична сила, прикладена паралельно закріпленому основи (рис. 6.3, а).

У цьому випадку напрямок зсуву вільного підстави паралельно доданої силі і перпендикулярно бічній грані. В результаті деформації зсуву

Прямокутний паралелепіпед перетворюється на скіс. При цьому бічні грані зміщуються на деякий кут γ, званий кутом зсуву.

При зсуві в кожному перетині стрижня виникають дотичні сили (F1 і F2), рівні за величиною доданої силі F і зумовлені зміною відстані між частинками (рис. 6.3, б). Сила F1 діє на верхню частину бруска з боку нижньої частини; сила F2 – навпаки. Стисливість – найважливіша характеристика речовини, яка дозволяє судити про залежність фізичних властивостей від міжатомних (міжмолекулярних) відстаней.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Способи деформування тіл