Вопрос №43 Механическое напряжение. Упругость, пластичность, вязкость, хрупкость, твердость. Способы определения твердости тела

В деформированном твердом теле в следствии смещения частиц кристаллической решетки относительно друг друга возникают внутренние силы, которые создают в материале механическое напряжение.

Механическим напряжением называется величина, характеризующая действием внутренних сил, деформированным теле и измеряется внутренней силой, действующей на единицу площади сечения деформированного тела.

Упругость, пластичность, вязкость, хрупкость, твердость

При любом виде деформации в твердом теле под действием внутренних сил происходит смещение частиц, из которых оно состоит относительно друг друга. Это вызывает возникновение в материале сил, препятствующих деформации. Эти силы, называемые силами упругости, действуют как внутри деформационного тела между его частями, так и на другие тела, вызвавшие его деформацию.

Свойство деформационных тел принимать свою первоначальную форму и свой объем, после прекращения действия внешних сил, называется упругостью. Деформация тела, которая исчезает после снятия внешних нагрузок на это тело, называется упругой деформацией.

Свойство тел сохранять деформацию после снятия внешних нагрузок на тело, называется пластичностью. Остаточная деформация тела, которая сохраняется после снятия внешних нагрузок, называется пластичной деформацией.

Материалы, которые при относительно небольших нагрузках упруго деформируются, а при увеличении внешней нагрузки разрушаются прежде, чем у них появится остаточная деформация, такие материалы называются хрупкими.

Вопрос №44. Закон Гука. Модуль упругости

Устройство динамометров – приборов для измерения сил – основано на том, что упругая деформация прямо пропорциональна силе, вызывающей эту деформацию.

Закон Гука: механические напряжения в упруго деформированном теле прямо пропорционально относительной деформации этого тела:

Величина , характеризующая зависимость механического напряжения в материале от рода последнего и от внешних условий, называется модулем упругости. Модуль упругости измеряется механическим напряжением, которое должно возникнуть в материале при относительной упругой деформации, равной единице.

Вопрос №45 Энергия упруго-деформированного тела

Для того чтобы упруго деформировать тело, нужно совершить работу. За счет этой работы упруго деформированное тело приобретает потенциальную энергию и само может совершать работу . В пределах упругой деформации можно считать, что .

Из формулы следует, что , растягивающая или сжимающая стержень, пропорциональна абсолютной деформации : или , где называют жесткостью (коэффициентом жесткости).