§ 21. ДЕФОРМАЦІЯ ТІЛА. ВИДИ ДЕФОРМАЦІЇ

Унаслідок дії сили тіло може й не змінити швидкості свого руху. Так, якщо стиснути м’ячик, то він залишиться в спокої, однак деякі його частини змістяться одні відносно ін-

ших. Тобто внаслідок дії сили тіло може змінити свої розміри та форму, у фізиці кажуть: деформуватися.

Деформація — зміна форми та (або) розмірів тіла.

1 2

Рис. 21.1. Пристрій для де­ монстрації різних видів де­ формацій

а

б

Рис. 21.2. Стовпи, колони, фундаменти будинків зазнають деформації стиснення

l0 l

Рис. 21.3. Якщо до гумового шнура підвісити тягар, то його довжина збільшиться

Рис. 21.4. Демонстрація дефор­ мації вигину

Поставимо пристрій для демонстрації деформацій на стіл і покладемо зверху тягар (рис. 21.2, а). Під дією тягаря та власної ваги верхні пластини пристрою змістяться вниз, а нижні залишаться на місці, тому висота пристрою зменшиться.

Приблизно так само під час стискання тіла зміщуються в напрямку дії сили шари його молекул. У результаті розміри тіла зменшуються — тіло деформується. Таку деформацію називають деформацією стиснення — її зазна-

ють стовпи, ніжки столів і стільців, фундаменти будинків тощо (рис. 21.2, б).

Якщо тіло розтягувати, то відстань між шарами молекул збільшується, відповідно збільшуються й розміри тіла (рис. 21.3). Таку деформацію називають деформацією розтягнення — її зазнають троси, канати, ланцюги в піднімальних пристроях, зчепи між вагонами тощо.

між шарами молекул зменшується — ця частина тіла зазнає деформації стиснення.

Зверніть увагу! Середні шари не зазнають ані розтягнення, ані стиснення, а отже, не впливають на міцність конструкції. Саме тому зазвичай їх видаляють, замінюючи стрижні порожнистими трубами (рис. 21.5;

рис. 21.6).

Поставивши тверде тіло вертикально, його нижню частину зафіксуємо, а верхню спробуємо зрушити рукою, діючи в горизонтальному напрямку. Шари молекул зсунуться один відносно одного, а само тіло змінить свою форму — відбудеться деформація зсуву (рис. 21.7, а).

Деформації зсуву зазнають, наприклад, цвяхи та болти, які скріплюють частини різних конструкцій; тканина, яку розрізають ножицями.

Якщо повернути верхню частину тіла, залишаючи нижню нерухомою, то зсув шарів молекул відбудеться неоднаково — кожний шар повернеться на певний кут відносно наступного шару. Таку деформацію називають деформацією кручення (рис. 21.7, б) — її зазнають вали всіх машин, гвинти, ключі, викрутки тощо.

Візьміть еспандер (або ластик) і стисніть його — еспандер зігнеться. Однак якщо перестати стискати еспандер, він повністю відновить свою форму — деформація зникне

(рис. 21.8).

а

б

Рис. 21.7. Демонстрація дефор­ мацій зсуву (а) і кручення (б)

Рис. 21.8. Після припинення дії руки форма експандера віднов­ люється

141