Упругость, упругие тела

Если величина внешней силы, вызывающей деформацию, относительно невелика, после устранение этой силы образец самопроизвольно восстанавливает свою исходную форму. Это явление происходит за счет упругих свойств материалов - способности внутренних сил возвращать образец в начальное недеформированное состояние.

Материалы, у которых проявляются только упругие свойства, называются упругими телами. Деформации упругих тел описываются законом Гука, который утверждает: внутреннее напряжение в материалах прямо пропорционально относительной деформации s_у = E e. Коэффициент пропорциональности Е называется модулем упругости (или по автоpу модулем Юнга). Его величина не только характеризует упругие свойства материала, но и проясняет физический смысл понятия упругости. Как следует из закона Гука, модуль упругости равен Е = s_у /e, т.е. эта величина равна внутреннему напряжению s_у при относительной деформации e = 1. Другими словами, модуль упругости определяет степень противодействия материала деформации при воздействии внешних сил.

На рисунке 26 приведена графическая зависимость между напряжением s_у и относительной деформацией e. Из сопоставления двух графиков видно, что угол наклона пря- Рис. 33

мой к оси абсцисс определяет величину модуля упругости. Действительно, tg Q = =s_у/e, а поскольку из закона Гука s_у/e, tg Q = Ee / e = E. Поэтому чем больше модуль упругости Е, тем круче идет линейная зависимость.

Как уже отмечалось, упругие тела самопроизвольно восстанавливают свою форму за счет внутренних напряжений при устранении действия внешних сил. Поэтому упругие деформации относятся к обратимым. Физической моделью,

Рис. 34 описывающей деформацию упругих тел, служит пружина (см. рис. 34), обладающая таким же модулем упругости, что и реальный материал.

Дата добавления: 2014-01-15