Упругие свойства твердых тел.

Ранее рассматривалось тело как материальная точка и абсолютно твердое тело. На самом деле внешние силы изменяют форму и объем реального тела – деформируют его. При деформации происходит относительное смещение элементов тела (его молекул). Деформации, исчезающие с прекращением действия силы, называются упругими. При превышении предела упругости в кристаллических решетках возникают необратимые изменения – происходит пластическая деформация тела. Тело не возвращается к исходной форме даже после прекращения действия внешних сил.

Внешние силы могут вызывать различные изменения тела – растяжение, сжатие, сдвиг.

Сила растяжения или сжатия, приложенная к стержню вызывает изменение длины тела - ∆x. Величина ∆x зависит от размеров стержня, материала, величины самой силы.

Закон Гука связывает линейную связи деформацию и механическое напряжение в упругом материале (упругие деформации прямо пропорциональны вызвавшим их воздействиям F = - kx).

Напряжение (σ = F/S, где F - сила, S – площадь поперечного сечения стержня) пропорционально поперечному сечению: σ = Еε, где Е – модуль упругости.

Механическое напряжение в продольном направлении кроме удлинения вызывают поперечное сжатие тела – с изменением длины тела изменяется и его поперечное сечение.

Относительное изменение поперечного размера тела ε_п = - με, где μ – коэффициент Пуассона.

Если к параллельным плоскостям тела приложены параллельные силы, направленные в разные стороны, то эти плоскости смещаются относительно друг друга. Такая деформация характеризуется углом сдвига. По аналогии с законом Гука, касательное напряжение τ = Gγ, G где – модуль сдвига, γ - сдвиговая деформация (угол сдвига).