ВУЗ:
Составители:
удлинение составит 2 см и т.д. Это утверждение и стало известно как закон
Гука. Оно является краеугольным камнем всей техники.
При очень больших деформациях (скажем 5-10%) от пропорциональ-
ности между напряжением и деформациями не остается и следа. Но обыч-
но деформации не превышают 1%, а в этом диапазоне зависимость между
напряжениями и деформациями
линейна. Более того, для малых дефор-
маций процесс нагрузки и разгрузки обратим, т.е. кусок материала можно
нагружать и снимать с него нагрузку тысячи и миллионы раз с одним и тем
же результатом. Наглядный пример этому – пружинка балансира в часах,
которая повторяет один и тот же процесс (напряжение и снятие
нагрузки)
18 тысяч раз в час. Такой тип поведения твердого тела под нагрузкой на-
зывается упругим. В 1678 г. Гук писал: "Сила всякой пружины пропорцио-
нальна ее растяжению, т.е., если сила растянет или согнет пружину на не-
которую величину, то две силы согнут её вдвое больше, три силы согнут
втрое больше,
и так далее". В том же 1678 г. вышла из печати работа Гука
"О восстановительной способности или об упругости", содержащая описа-
ние ряда опытов с упругими телами. Это была первая книга по теории уп-
ругости, где Гук отмечает, что независимо от вида нагрузки (растяжения
или сжатия) – изменения размеров тела пропорциональны приложенной
силе. Гук проводил много опытов и с деревянными балками. Изготовив
балку из дерева, он измерял ее прогиб под действием в различных частях
балки различных весов. При этом он, например, пришел и к такому вели-
кому выводу о том, что на выпуклой поверхности балки волокна при изги-
бе растягиваются, а на вогнутой
– сжимаются. Прошло очень много време-
ни, пока инженерам стало ясно значение этого, как теперь представляется,
очевидного свойства материала.
Итак, деформация пропорциональна нагрузке, и наоборот. Гук считал,
что его закон действует всегда – при любых нагрузках и в любых материа-
лах. И здесь, в полном соответствии со своим увлеченным характером, он
не
довел это исследование до конца и допустил неточность. Но об этом по-
том. Современники его не опровергали: главное, что был сделан очень
важный шаг. Бал найден основной закон сопротивления материалов. Рас-
суждения Леонардо да Винчи и Галилео Галилея постепенно становились
на научную основу, благодаря которой со временем они будут описаны
математическими
формами.
Гук установил, что удлинения, укорочения, прогибы как пружин, так
и других упругих тел пропорциональны приложенным к ним напряже-
ниям. Они зависят, конечно, от геометрических размеров и формы конст-
рукции, а также от того, из какого материала она сделана. Мы не знаем,
понимал ли Гук, в чем разница между упругостью
как свойством материа-
ла и упругостью как функцией формы и размеров конструкции. Дело в
том, что можно получить сходные кривые "нагрузка - удлинение" и для
куска резинового шнура и для стальной пружины (а ведь это материалы с
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »
