|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Упругость | Упругость (далее У) свойство макроскопических тел сопротивляться изменению их объема или формы под воздействием механических напряжений. При снятии приложенного напряжения объем и форма упруго деформированного тела восстанавливаются.
У тел обусловлена силами взаимодействия из которых они построены. В твердых телах при температуре абсолютного нуля в отсутствии внешних напряжений занимают равновесные положения, в которых сумма всех сил, действующих на каждый со стороны остальных, равна нулю, а потенциальная энергия минимальна. Кроме сил притяжения и отталкивания, зависящих только от расстояния (рис. 1) между (центральные силы), в многоатомных молекулах и макроскопических телах действуют также угловые силы, зависящие от т. н. валентных углов между прямыми, соединяющими данный с различными его соседями (рис. 2). При равновесных значениях валентных углов угловые силы также уравновешены. Энергия макроскопического тела зависит от межатомных расстояний и валентных углов, принимая минимальное значение при равновесных значениях этих параметров.
Под действием внешних напряжений смещаются из своих равновесных положений, что сопровождается увеличением потенциальной энергии тела на величину, равную работе внешних напряжений по изменению объема и формы тела. После снятия внешних напряжений конфигурация упруго деформированного тела с неравновесными межатомными расстояниями и валентными углами оказывается неустойчивой и самопроизвольно возвращается в равновесное состояние, точнее, колеблются около равновесных положений. Запасенная в теле избыточная потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию колеблющихся т. е. в тепло. Пока отклонения межатомных расстояний и валентных углов от их равновесных значений малы, они пропорциональны действующим между силам, подобно тому как удлинение или сжатие пружины пропорционально приложенной силе. Поэтому тело можно представить как совокупность соединенных пружинами, ориентации которых фиксированы др. пружинами (рис. 2). Константы упругости этих пружин определяют модули упругости материала, а упругая деформация тела пропорциональна приложенному напряжению, т. е. определяется Гука законом, который является основой упругости теории и сопротивления материалов.
При конечных температурах (ниже температур плавления) даже без приложения и снятия внешних напряжений совершают малые тепловые колебания около положений равновесия. Это приводит к тому, что модули упругости материала зависят от температуры, но не меняет существа рассмотренных явлений.
В жидкости тепловые колебания имеют амплитуду, сравнимую с равновесным расстоянием r0, вследствие чего легко меняют своих соседей и не сопротивляются касательным напряжениям, если они прикладываются со скоростью, значительно меньшей скорости тепловых колебаний. Поэтому жидкости (как и газы) не обладают упругостью формы.
В газообразном состоянии средние расстояния между или молекулами значительно больше, чем в конденсированном. У газов (паров) определяется тепловым движением молекул, ударяющихся о стенки сосуда, ограничивающего объем газа.
Лит.: Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М., Фейнмановские лекции по физике, (в.) 7, М., 1966, гл. 38, 39; Смирнов А. А., Молекулярно-кинетическая теория металлов, М., 1966, гл. 2; Френкель Я. И., Введение в теорию металлов, 4 изд., Л., 1972, гл. 2.
А. Н. Орлов.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
