ПРУЖНІСТЬ, ПРУЖНІ ТІЛА

Якщо величина зовнішньої сили, що викликає деформацію, відносно невелика, після усунення цієї сили зразок мимовільно відновлює свою вихідну форму. Це явище відбувається за рахунок пружних властивостей матеріалів - здатності внутрішніх сил повертати зразок у початковий недеформований стан.

Матеріали, у яких проявляються тільки пружні властивості, називаються пружними тілами. Деформації пружних тіл описуються за законом Гука, який стверджує: внутрішнє напруження в матеріалах прямо пропорційно відносній деформації sу = E e. Коефіцієнт пропорційності Е називається модулем пружності (або за автором - модулем Юнга). Його величина не тільки характеризує пружні властивості матеріалу, але й поясняє фізичний зміст поняття пружності. Як випливає із закону Гука, модуль пружності дорівнює Е = sу /e, тобто ця величина дорівнює внутрішній напрузі sу при відносній деформації e = 1. Інакше кажучи, модуль пружності визначає ступінь протидії матеріалу деформації під впливом зовнішніх сил.

На рисунку 26 наведена графічна залежність між напругою sу й відносною деформацією e. Із зіставлення двох графіків видне, що кут нахилу прямої до осі абцисс визначає величину модуля пружності. Дійсно, tg Q = =sу/e, а оскільки із закону Гука sу/e, tg Q = Ee / e = E. Тому чим більший модуль пружності Е, тем крутіше іде лінійна залежність.

- Рис. 33

Як ми вже відзначали, пружні тіла мимовільно відновлюють свою форму за рахунок внутрішніх напружень при усуненні дії зовнішніх сил. Тому пружні деформації належать до зворотних. Фізичною моделлю, що описує деформацію пружних тіл, є пружина (рис. 34), що має такий самий модулем пружності, що й реальний матеріал.