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 ΔX = X - Х₀ під дією прикладеної сили зветься абсо­лютною деформацією. Відношення абсолютної деформації до первісного значення x₀ зветься відносною деформацією:

(1.1)

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):

(1.2)

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.