Сили пружності і тертя

основні види деформацій

Під час деформації твердого тіла під впливом зовнішніх сил відбувається зміна форми й розміру тіла. Розрізняють пружні та непружні деформації. Якщо по закінченню дії зовнішніх сил деформоване тіло набуває своєї попередньої форми й розміру, то в
такому разі деформацію називають пружною
. Якщо ж деформація частково залишається після завершення дії зовнішніх сил, то її називають непружною.

Фізичну величину, що чисельно дорівнює відношенню пружної сили Fпр до площі S перерізу тіла, на який вона діє, називають
напруженням σ:

Для пружних деформацій справедливий закон Гука: напруження пружно деформованого тіла прямо пропорційне його відносній деформації.

(1.91)

де Е — модуль пружності. Його величину визначають властивості матеріалу, з якого виготовлено тіло;

Δx = x − x0 — абсолютне видовження
x — довжина деформованого тіла;

x0— початкова довжина. Закон Гука справедливий лише для доволі малих відносних деформацій. Напруження σпр, за якого пропорційність між напруженням і деформацією порушується, називаються межею пропорційності.

За поздовжнього розтягування (стискування) процес деформації припиняється, коли пружні сили стають рівними розтягуючій силі F. У цьому разі модуль пружності має назву модуль Юнга E.

Модуль Юнга чисельно дорівнює напруженню, яке виникло б у зразку за збільшення його довжини вдвічі (за умови, що для такої великої деформації був справедливим закон Гука). Зменшення довжини зразка у разі його поздовжнього стиснення також описується формулою (1.91).

Розтягування або стискання зразків супроводжується поперечним звуженням Δd/d;

де d — поперечний розмір зразка; Δd — абсолютна величина його зміни. Відношення поперечного звуження Δd/d до поздовжнього видовження Δl/l називають коефіцієнтом Пуассона μ:

(1.92)

Зсувом називають таку деформацію твердого тіла, за якої всі
його шари, які паралельні деякій площині (площина зсуву), не
змінюючись у розмірах, зміщуються паралельно одна одній. За
законом Гука відносний зсув пропорційний дотичному напруженню στ = F/S

στ = Gγ (1.93)

де G — модуль зсуву.

Об’ємна деформація виникає в разі рівномірного розподілу
стискаючих сил по всій поверхні тіла. Згідно із законом Гука,
зменшення об’єму ΔV/V, яке можна спостерігати за цієї деформації, пропорційне напруженню σ:

(1.94)

де К — модуль пружності.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *