Қатты дененің деформациясы

Егер денелерге сыртқы күштердің әсері тоқтағаннан кейін денелердің алғашқы күйін қабылдауы серпімді деформация деп аталады.

Сыртқы күштердің әсері тоқтағаннан кейін деформация сақталса, онда олар пластикалық (немесе қалдықты) деформация деп аталады. Егер деформация аз болса, онда оларды ескермеуге болады.

Серпімді деформацияның бірнеше түрлері бар: сығылу немесе созылу, жылжу, иілу, бұралу болып бөлінеді. Серпімділік теориясында

Егер қатты денеге сыртқы созу немесе сығу күштерін түсірсек, онда атомдар арасындағы қашықтық артады немесе кемиді, яғни олардың кристалдарындағы тепе–теңдік орны бұзылады. Бұл қатты денедегі атомдарды бастапқы тепе-теңдік күйіне келтіруге тырысатын ішкі күштердің пайда болуына алып келеді. Бұл күштер серпімділік күштері деп аталады. Денедегі пайда болған серпімді күштер денеге түсірілген күштерді теңестіреді. 2.8 – суретте сыртқы күштің әсерінен шамаға созылған серіппе көрсетілген. Бұл күш Ньютонның үшінші заңы бойынша серпімді күшіне тең, оның бағыты күшке қарама-қарсы. Екі ұшына ось бойымен әсер ететін және күштері түсірілген ( ) желіні (стерженьді) қарастырайық (1.9-сурет).

1.8-сурет 1.9-сурет

Нәтижесінде желі ұзындығы шамасына өзгереді.Бұл шама созылу кезінде оң, ал сығылу кезінде теріс мәнге ие болады деп қабылданған.

Көлденең қиманың аудан бірлігіне әсер ететін күш кернеу деп аталады:

Егер күш бетке тік қалып бойынша бағытталса, онда кернеу қалыпты деп, ал бетке жанама бойынша бағытталса оны тангенциалды деп атайды.

Сығылған дененің деформация дәрежесін сипаттaйтын сандық мөлшері салыстырмалы деформация болып табылады. Осындай желі ұзындығының салыстырмалы өзгерісі (бойлық деформация):

(1.9)

салыстырмалы көлденең созылу, сығылу:

мұндағы d-желі ұзындығы. және деформациялары әрқашан әртүрлі таңбаларға ие, созылу кезінде –оң, ал –теріc, сығылу кезінде –теріс, ал –оң болады.

Тәжірибеден және өзара байланысы шығады:

мұндағы –материал қасиеттеріне байланысты Пуассон коэффициенті деп аталатын оң коэффициент.

Ағылшын физигі Р.Гук: аз деформация үшін салыстырмалы ұзару және кернеу бір-біріне пропорционал болатындығын эксперименталь түрде тағайындады:

, (1.10)

мұндағы - пропорционалдық коэффициент, E–Юнг модулі деп аталады. Осы (1.10) өрнектен: Юнг модулі деп, шамасы бірге тең салыстырмалы ұзаруды тудыратын кернеумен анықталатын шаманы айтады. (1.9), (1.10) және (1.8) өрнектерінен мынадай теңдеу шығады:

немесе

мұндағы k–серпімділік коэффициенті. Серпімді деформация кезінде желінің ұзаруы желідегі әсер етуші күшіне пропорционал болады .

Қос. 1 [13-16], 2 [15-32], 3 [8-9]

1. Инерциалды санақ жүйесі дегеніміз не?

2. Күш дегеніміз не? Оны қалай сипаттауға болады?

3. Ньютонның үш заңын сипаттап, ол заңдардың арасындағы байланысын табыңыз?