Odpowiedzi

2009-12-02T16:27:30+01:00
Właściwości sprężyste ciał stałych

W tym rozdziale powiemy coś o sprężystości ciał stałych, a dokładniej o tzw. sprężystości postaci. O takiej sprężystości mówimy, jeżeli pewna siła działająca na ciało odkształca je (zmienia jego kształt), a gdy ta siła zniknie ciało wraca do pierwotnego stanu (kształtu). Dlatego też o sprężystości postaci mówimy jedynie omawiając ciała stałe, ponieważ zarówno ciecze jak i gazy swojego kształtu nie posiadają, a jedynie przyjmują kształt naczynia. Jednak ciecze mogą posiadać tzw. sprężystość objętości (ciała stałe też).

Zjawiskiem sprężystości ciał stałych przy tzw. ściskaniu i rozciąganiu, rządzi prawo Hooke'a które mówi:
Przyrost długości ciała pod wpływem siły rozciągającej w granicach sprężystości jest wprost proporcjonalny do tej siły i do długości początkowej, a odwrotnie proporcjonalny do pola powierzchni przekroju poprzecznego.


W prawie tym występuje sformułowanie "w granicach sprężystości". Oznacza ono, że ciało jest sprężyste ale w pewnych granicach. Żeby to wyjaśnić posłużę się sprężyną. Jeżeli rozciągamy sprężynę to jest i zwolnimy siłę rozciągającą, to sprężyna wróci do poprzedniej długości. Jeżeli jednak sprężynę tą rozciągniemy za bardzo, to przestanie być sprężyną, zepsuje się, nie powróci do pierwotnego kształtu. Możemy powiedzieć, że rozciągając sprężynę przekroczyliśmy granicę sprężystości. Sprężyna może się nawet zerwać przy rozciąganiu. Wtedy powiemy, że przekroczona została granica wytrzymałości materiału.

Prawo Hooke'a mówi, że przyrost długości ciała jest wprost proporcjonalny do przyłożonej siły, długości początkowej, a odwrotnie proporcjonalny do pola przekroju poprzecznego. Wyobraźmy sobie stalowy pręt o długości 1m, którego pole przekroju poprzecznego wynosi 1 cm2 i zadziałajmy na niego siłą 10N. Następnie weźmy gumkę o takich samych rozmiarach i także zadziałajmy na nią taką siłą. Czy oba ciała wydłużą się tak samo? Na pewno nie. Zależy to od zastosowanego materiału, a dokładniej mówiąc od pewnej wielkości która ten materiał charakteryzuje. Mowa tu o współczynniku sprężystości, z którym zetknęliśmy się mówiąc o energii potencjalnej sprężystości.
2 3 2