Деформація

Сили пружності виникають при деформаціях тел. Деформація – це зміна форми і розмірів тіла. До деформацій відносяться розтяг, стиск, крутіння, зрушення і вигин. Деформації бувають пружними і пластичними.

Пружна деформація повністю зникає після зняття зовнішнього впливу, яке викликало деформацію. У результаті деформований спочатку тіло відновлює свої первинні розміри і форму.

Пластична деформація зберігається (можливо, частково) після зняття зовнішнього навантаження, і тіло вже не повертається до колишніх розмірів і формі.

Частинки тіла (молекули або атоми) взаємодіють один з одним силами тяжіння і відштовхування, що мають електромагнітне походження (це сили, що діють між ядрами і електронами сусідніх атомів). Сили взаємодії залежать від відстаней між частинками. Якщо деформації немає, то сили тяжіння компенсуються силами відштовхування. При деформації змінюються відстані між частинками, і баланс сил взаємодії порушується.

Наприклад, при розтягуванні стержня відстані між його частками збільшуються, і починають переважати сили притягання. Навпаки, при стисненні стрижня відстані між частинками зменшуються, і починають переважати сили відштовхування. У будь-якому випадку виникає сила, яка спрямована в бік, протилежний деформації, і прагне відновити первинну конфігурацію тіла.

Сила пружності – це сила, що виникає при пружної деформації тіла і спрямована в бік, протилежну зсуву частинок тіла в процесі деформації. Сила пружності:

1. діє між сусідніми шарами деформованого тіла і прикладена до кожного шару;

2. діє з боку деформованого тіла на стикається з ним тіло, що викликає деформацію, і прикладена в місці контакту даних тел перпендикулярно їх поверхнях (типовий приклад – сила реакції опори).

Сили, що виникають при пластичних деформаціях, не відносяться до сил пружності. Ці сили залежать не від величини деформації, а від швидкості її виникнення. Вивчення таких сил виходить далеко за рамки шкільної програми.

У шкільній фізиці розглядаються розтягування ниток і тросів, а також розтягування і стиснення пружин і стрижнів. У всіх цих випадках сили пружності спрямовані уздовж осей даних тел.

Посилання на основну публікацію