ВУЗ:
Составители:
тов не всегда малы. Канаты, на которых висит мост через залив Форт
(Шотландия), все время растянуты примерно на 0,1%, что при их общей
длине почти 3 км составляет около 3 м. В этом случае атомы железа, рас-
стояние между которыми в ненапряженном состоянии около 2 c, удаля-
ются на величину 0,2⋅10
-2
c. Опыты показали, что смещения атомов в ме-
таллах, например, строго пропорциональны величине, на которую удлиня-
ется (или укорачивается) весь кусок металла. В этих экспериментах на-
блюдались изменения межатомных расстояний примерно до 1%.
Все эти рассуждения подводят нас к понятиям "напряжение" и "де-
формация".
Напряжение – это нагрузка, отнесенная к единице площади,
т.е.
σ=Р/F,
где σ – напряжение, Р – нагрузка, F – площадь. Если обратиться к
примеру о строительном кирпиче с поперечным сечением 25х12 см под на-
грузкой 80 кг, то сжимающее напряжение в нем будет σ=80/300≈0,27
кг/см
2
. Точно такое же напряжение вызовет в кирпичной опоре моста (се-
чение 10х6 м) проезжающий по нему локомотив весом 160 т. Следователь-
но, с полной определенностью можно сказать, что в обоих случаях напря-
жения в кирпиче примерно одинаковы, и если один кирпич не разрушился
под тяжестью в 80 кг, то и опора моста
не разрушится под весом локомо-
тива в 160 т.
Напряжение выражается в кгс/мм
2
, кгс/см
2
, Н/м
2
, Па и т.д.
Деформация – это величина удлинения стержня под нагрузкой, отне-
сенная к начальной длине. Очевидно, что отрезки различной длины при
одной и той же нагрузке получают в конструкциях различное удлинение.
Если обозначить деформацию через ε , то
ε =Δl/l,
где Δl – полное удлинение, а l – начальная длина.
Так, если стержень
длиною 100 см под нагрузкой удлиняется на 1 см, то его деформация со-
ставляет 1%. Такая же деформация будет у стержня длиной 50 см, рас-
тянутого на 0,5 см и т.д. Деформация, так же как и напряжение, не зависит
от размеров образца. Деформация есть отношение удлинения к начальной
длине и, следовательно, она
безразмерна. Роберт Гук был первым, кого
осенила догадка о том, что происходит при нагружении твердого тела. Он
подробно изучал поведение часовых пружин и маятников. Ничего не зная,
конечно, о химических и электрических межатомных связях, Гук понял,
что часовая пружина всего лишь частный случай поведения любого твер-
дого тела, что в
природе нет абсолютно жестких тел, а упругость является
свойством всякой конструкции, всякого твердого тела. Тогда Гук и заявил:
"Каково удлинение, такова и сила". Иными словами, напряжение пропор-
ционально деформации, и наоборот. Так, если упругое тело, например
струна, удлиняется на 1 см под нагрузкой 100 кгс, то под нагрузкой 200 кгс
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- …
- следующая ›
- последняя »
