При деформации тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму тела. Эта сила возникает вследствие электромагнитного взаимодействия между атомами и молекулами вещества. Ее называют силой упругости. (электромагнитная природа силы)Простейшим видом деформации являются деформации растяжения и сжатия. При малых деформациях (|x| << l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации:
Fx = Fупр = –kx.
Коэффициент k называется жесткостью тела. В системе СИ жесткость измеряется в ньютонах на метр (Н/м). Коэффициент жесткости зависит от формы и размеров тела, а также от материала.
Модуль Юнга (модуль упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации, численно равен напряжению, возникающему в образце при его относительном удлинении равном 1(то есть когда его длинна удвоится)
E — модуль упругости,
|
|
F — сила,
S — площадь поверхности, по которой распределено действие силы,
l — длина деформируемого стержня,
x — модуль изменения длины стержня в результате упругой деформации (измеренного в тех же единицах, что и длина l)
Деформация- изменение ормы или размеров тела
Диаграмма напряжений – это график зависимости напряжения, возникающего в деформируемом теле от относительной деформации. он приведен для металлического образца. Из рисунка видно, что линейная зависимость , установленная Гуком, выполняется лишь в очень узких пределах, до так называемого предела пропорциональности (σп).
При дальнейшем увеличении напряжения деформация еще упругая (но уже не линейная) – до предела упругости (σу) остаточные деформации не возникают.
За пределом упругости в теле возникают остаточные деформации. При снятии напряжения в точке С график, описывающий возвращения тела в первоначальное состояние изображается прямой CF. Точка С – соответствует пределу текучести (σт). В области CD деформация возрастает без увеличения напряжения, т.к. тело как бы «течет». Эта область называется областью текучести или пластической деформации. Материалы, для которых область текучести значительна, называются вязкими, а для которых она практически отсутствует – хрупкими.
При дальнейшем растяжении тела (после точки D) происходит его разрушение. Максимальное напряжение в теле, при котором происходит его разрушение, называется пределом прочности (σр)