Эластичность, напряжение и деформация

Физика > Эластичность, напряжение и деформация

Эластичность – мера деформации тела (растяжение) при давлении силы.

Задача обучения

• Познакомиться со свойствами эластичных тел.

Основные пункты

• Эластичность – мера деформации объекта при активации силы. Объекты с высокой эластичностью (резина) легко растягиваются.
• Напряжение – сила над участком.
• Растяжение – изменение длины по сравнению с исходной.

Термин

• Деформация – преобразование, изменение формы.

Если бульдозер будет вдавливать машину в стену, то она уже не движется, а при ударе в поверхность начнет менять свою форму. Этот процесс называется деформацией. Интересно, что даже очень мелкие и непримечательные силы вызывают слабую деформацию. И здесь стоит отметить два важных момента. При отмене силы объект возвращается в исходный внешний вид, то есть деформация эластична. Размер деформации пропорционален силе – срабатывает закон Гука. В качестве уравнения имеем F = kΔL (ΔL – изменение длины).

• Эластичность – мера растяжимости тела. То есть, показатель того, насколько малы k.
• Сжатие – мера приложенной силы.
• Растяжение – изменение длины, разделенное на исходную.

Изменение длины зависит исключительно от нескольких переменных. Уже говорилось, что ΔL выступает пропорциональной силе F и зависит от вещества объекта. Кроме того, изменение длины пропорционально исходной (L₀) и расположено в обратной пропорциональности площади поперечного сечения. Например, длинная гитарная струна растянется сильнее, а толстая меньше тонкой.

Напряжение: стержень растягивается на длину ΔL, когда сила действует параллельно его длине. (b) Сжатие: тот же стержень сжимается силами с одинаковой величиной в противоположном направлении. Для очень малых деформаций и однородных материалов ΔL примерно одинакова. Для больших деформаций площадь поперечного сечения меняется, когда стержень переживает сжатие или растягивание

---