1.4.3. Упругие силы. Механические свойства твердых тел
Электромагнитные силы в механике проявляют себя как упругие силы и силы трения.
Под действием внешних сил возникают деформации (от лат. deformatio - искажение), т. е. смещение частиц тела из равновесных положений. Если после прекращения действия внешних сил восстанавливаются прежние форма и размеры тела, то деформация называется упругой. Деформация имеет упругий характер в случае, если внешняя сила не превосходит определенного значения, называемого пределом упругости. При превышении этого предела деформация становится пластичной, или неупругой, т. е. первоначальные размеры и форма тела полностью не восстанавливаются.
Рассмотрим упругие деформации.
В деформированном теле (рис. 1.4.2) возникают упругие силы, уравновешивающие внешние силы. Под действием внешней силы пружина получает удлинение х, в результате в ней возникает упругая сила Fупр, уравновешивающая Fвн, причем Fупр = - Fвн.
Упругие силы возникают во всей деформированной пружине. Любая часть пружины действует на другую часть с силой упругости Fупр.
Рис. 1.4.2. Сжатие или растяжение пружины под действием внешней силы: сила упругости уравновешивает внешнюю силу.
Удлинение пружины пропорционально внешней силе и определяется законом Гука:
где k - жесткость пружины. Видно, что чем больше k, тем меньшее удлинение получит пружина под действием данной силы. Закон Гука можно записать в виде Fупр = -kх.
|