Механические свойства твердых тел

с их перемещением относительно друг друга. Деформация представляет собой результат

изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение.

внешней силы
Пластическая деформация – деформация, сохраняющаяся после прекращения действия

внешней силы

Резина, сталь, кости, сухожилия, человеческое тело

Пластилин, замазка , жевательная резинка, воск, алюминий

предельного значения



|F упр|=kl




l абсолютное удлинение (м)



K коэффициент жесткости (Н/м)




F

упр - Сила упругости (Н)

пропорционально относительному удлинению
(участок 1-2), не возникает остаточная деформация, называют пределом

упругости.
Увеличение нагрузки выше предела упругости (участок 2-3) приводит к тому, что деформация становится остаточной.
(участок 3-4 графика). Это явление называют текучестью материала..
(участок 4-5 графика). Максимальное значение нормального напряжения sпр, при превышении которого происходит разрыв образца, называют пределом прочности.

-относительное удлинение
Е -модуль Юнга (Па)

объёма, теплового расширения
результатом действия внешних сил
намагничивания магнитострикция
появления электрического заряда (пьезоэлектрический

эффект)

размеры твердых тел немного увеличиваются, а при охлаждении - уменьшаются.

Для людей тепловое расширение — жизненно важное явление. Например, проектируя стальной мост через реку в городе с континентальным климатом, нельзя не учитывать возможного перепада температур в пределах от —40°C до +40°C в течение года. Такие перепады вызовут изменение общей длины моста вплоть до нескольких метров, и, чтобы мост не вздыбливался летом и не испытывал мощных нагрузок на разрыв зимой, проектировщики составляют мост из отдельных секций. Телеграфные провода в жаркую погоду провисают заметно больше, чем во время зимних морозов. В этом легко убедиться, если провести следующий опыт: нагревая натянутую проволоку электрическим током, мы видим, что она заметно провисает, а прекращении нагревания снова натягивается. Когда балалайку выносят из теплого помещения на мороз, ее стальные струны становятся более натянутыми и звучание изменится. Чаще всего причинами порчи зубов является очень холодная либо очень горячая еда, особенно если это чередуется сразу же друг за другом. От этого зубная эмаль трескается

Наблюдения:

из-за того, что при увеличении температуры увеличивается кинетическая энергия движения

частиц, которые находятся в узлах кристаллической решётки. Увеличение кинетической энергии, в свою очередь, приводит к увеличению амплитуды колебаний этих частиц около положения равновесия. В результате увеличения амплитуды колебаний увеличивается среднее расстояние между частицами в кристаллической решётке, что приводит к увеличению линейных размеров всего тела.

Приведем экспериментальные факты. Если изготовить стержни из различных материалов так,

чтобы при 20° они имели длину точно 1 м, а затем нагреть их точно на 1°, то удлинения этих стержней будут такими, как показано в списке
Асфальт -0,2 мм
Бронза -0,0175 мм
Медь -0,017 мм
Инвар -0,005 мм
Изучая список можно сделать вывод, почему наиболее точные измерительные инструменты делаются из особого сплава – инвара, и зачем на точных измерительных инструментах указывается температура (обычно 20 °С)?

стеклянный стакан налить кипяток, то стакан может треснуть. Почему? Дело

здесь в неравномерном нагреве. Стекло плохо проводит тепло, поэтому, когда мы наливаем кипяток, внутренняя поверхность стакана сразу нагревается до 100 °С, а внешняя ещё сохраняет комнатную температуру. В результате слои стекла, прилегающие к внутренней поверхности стакана, начинают расширяться, а слои, прилегающие к внешней поверхности стакана, - ещё нет. Получается так, как если бы мы приложили к внутренней поверхности стакана дополнительное давление. А стекло - вещество хрупкое, такого давления может и не выдержать. Причина — неравномерное расширение стекла. Толстые стаканы - как раз самые непрочные в этом отношении: они лопаются чаще, нежели тонкие

длины практически невозможно. Однако для хрупких веществ даже столь небольшие

изменения размеров могут быть опасны. Взять, к примеру, асфальт. По сравнению со стеклом он при нагревании расширяется в 20 раз сильнее, поэтому асфальтовые покрытия на дорогах постоянно дают трещины и нуждаются в постоянном ремонте: ведь суточные колебания температуры приводят к неравномерному нагреву асфальта. А из-за этого возникают внутренние напряжения (как в стакане с кипятком), которые приводят к разрушению. Поэтому между плитами бетонного шоссе делают зазоры.

ответить: "300 метров", вы, вероятно, поинтересуетесь: В какую погоду—холодную или

теплую?

вершина Эйфелевой башни поднимается выше, чем в холодный, на кусочек, равный 12см и сделанный из железа, которое, впрочем, не стоит ни одного лишнего сантима.

изменение размеров проволоки и стекла при изменении температуры. Если проволока

будет расширяться сильнее или слабее, чем стекло, это вызовет в стекле внутренние напряжения (как в стакане, в который налили кипяток), и стекло может треснуть. Для пайки электродов в электрическую лампу применяют специальный сплав - платинид, расширяющийся при нагревании так же, как и стекло.

огромные силы; это можно использовать в соответствующих технологических процессах. Например,

это свойство использовано в электрическом домкрате для растяжения арматуры при изготовлении напряженного железобетона. В результате охлаждения и сокращения линейных размеров стержня развивается тянущее усилие порядка сотен тонн, которое растягивает холодную арматуру до необходимой величины. Так как в этом домкрате работают молекулярные силы, он практически не может сломаться. С помощью теплового расширения жидкости можно создать необходимые гидростатические давления. Обще известные биметаллические пластинки - соединенные каким-либо способом две металлические полоски с различным термо расширением - являются отличным преобразователем тепловой энергии в механическую.

- в области температур от 0 0С до 4 0С

наночастицы оксида меди, сплавов, ceramics керамики на основе фосфатов,
керамики на основе молибдатов циркония или гафния, полимеров,

Глянцевые натяжные потолки.

внешних сил.
Прочность – способность материала сопротивляться разрушению под воздействием нагрузок.
Пластичность

– способность материала изменять форму и размер под действием внешних сил.
Упругость – способность материала восстанавливать первоначальную форму и размер.
Твердость – сопротивление твердого тела изменению формы (деформации)
Все эти свойства проявляются под действием статических сил (постоянных по величине и направлению)

м и диаметром 1 см, чтобы он удлинился на 1

мм? Модуль Юнга для стали Е = 2 х 1011 Па.
А. 400 кг;
В. 600 кг;
Д. 800 кг. Б. 500 кг;
Г. 700 кг;

см2 растягивают с силой
2 • 104 Н. При этом

относительное удлинение образца оказывается равным 0,1%. Найдите по этим данным модуль упругости вещества образца.
А. 100 ГПа;
В. 200 ГПа;
Д. 300 ГПа. Б. 150 ГПа;
Г. 250 ГПа;

класс, экспериментальный учебник для общеобразовательных учебных заведению – 3 –

изд. М: ВШМФ «Авангард», 2004 г
http://ask.yandex.ru/questions/i42835215.4039
http://alexander-kynin.boom.ru/TRIZ/EXPANSION/EXPANSION-R.htm

колледж»