Пружні властивості тіл. Деформації

Усі реальні тіла здатні деформуватись. Зміну форми чи об’єму тіла під дією зовнішніх сил називають деформацією. Розрізняють пружні та пластичні деформації. Пружними називають деформації, які повністю зникають після припинення дії зовнішніх сил. Відновлення первинної форми тіла відбувається під дією внутрішніх сил – сил пружності, що виникають у тілі при деформації. При пластичних деформаціях тіло залишається у деформованому стані після припинення дії зовнішніх сил.

Кількісною мірою деформації тіла є абсолютна та від­нос­на деформації. Якщо при деформації тіла деяка величина, яка характеризує розміри чи форму тіла (наприклад, дов­жина чи об’єм), набуває значення X,то зміна цієї величини D Х = Х – Х ₀ під дією прикладеної сили зветься абсолютною деформацією. Відношення абсолютної деформації до первісного значення Х ₀зветься відносною деформацією:

. (3.1)

Зовнішня сила, яка діє на ділянку тіла, врівноважується силою пружності, що діє на дану ділянку з боку сусідньої. Фізична величина, яка дорівнює пружній силі, що припадає на одиницю площі перерізу тіла, зветься, як вже вказувалося, напруженням:

.

Англійський фізик Р. Гук експериментально довів, що напруження в пружно деформованому тілі прямо пропор­цій­не до його відносної деформації (закон Гука):

, (3.2)

де Е – модуль пружності; його величина визначається властивостями матеріалу, з якого виготовлено тіло. Залеж­но від типу деформації модуль пружності має різні назви, позначення та числові значення. Слід підкреслити, що закон Гука справедливий лише для достатньо малих відносних деформацій.

Будь-яка складна деформація тіла може бути подана як наслі­док накладання більш простих деформацій: поздовжнього розтягуван­ня чи стиснення, всебічного розтягування чи стиснення та зсуву.