Главная >> Физика. 10 класс. Базовый уровень. Пурышева

Глава 7. Свойства твёрдых тел и жидкостей

Механические свойства твёрдых тел

Умножив числитель и знаменатель правой части равенства на х₀ и учитывая выражение (3), получим

Величину называют модулем Юнга и обозначают буквой Е.

Теперь можно записать:

σ = Еε.

Полученное равенство представляет собой закон Гука, записанный в другой форме.

При малых деформациях механическое напряжение, возникающее в теле, прямо пропорционально его относительному удлинению.

Единицей модуля Юнга в СИ является паскаль (Па).

Модуль Юнга равен напряжению, которое возникло бы в теле при изменении его длины в 2 раза.

Модуль Юнга является характеристикой вещества, из которого сделано тело. Чем больше модуль Юнга, тем меньше деформируется тело при прочих равных условиях, т. е. модуль Юнга характеризует сопротивляемость материала упругой деформации. Значение модуля Юнга определяют экспериментально. Например, для меди он равен 10¹¹ Па, для свинца — 1,7 • 10¹⁰ Па, для иридия значение модуля Юнга одно из самых высоких — 5,28 • 10¹¹ Па.

Зная модуль Юнга, можно определить жёсткость тела:

Таким образом, жёсткость тела является в отличие от модуля Юнга характеристикой тела: зависит от материала, из которого оно изготовлено, площади поперечного сечения тела и его первоначальной длины.

Прочность

3. Прочность — способность вещества сопротивляться разрушению при различных внешних воздействиях. Механическое напряжение σ_пр, при котором тело начинает разрушаться, называют пределом прочности.

В таблице 29 приведены значения предела прочности для некоторых материалов.

При строительстве различных сооружений, конструировании машин и механизмов учитывается, что механическое напряжение не должно быть равным или близким к пределу прочности. Обычно допускаемое механическое напряжение в несколько раз меньше предела прочности.

Число, показывающее, во сколько раз предел прочности больше допустимого механического напряжения, называют запасом прочности.

Для стали, в частности, установлен запас прочности от 2,5 до 4, для чугуна — от 6 до 8, для дерева — от 8 до 10. Значение запаса прочности зависит от характера сооружений и испытываемой ими нагрузки. Например, в зонах, подверженных землетрясению, запас прочности должен быть больше, чем в других районах.

<<< К началу      Окончание >>>