Серпімділік күші. Қатты дененің деформациялану түрлері. Серпімділік модульі. Гук заңы. Үйкеліс күші.

Табиғатта абсолют қатты дене болмайды, барлық нақты денелер күштің әсерінен деформацияланады, яғни өзінің пішінін және өлшемін өзгертеді.

Қатты дененің деформация түрлері: сығылу деформациясы (созылу), бұралу деформациясы, иілу деформациясы.

Егер сыртқы күштердің әсері тоқтағаннан кейін дене өзінің бұрынғы күйіне қайтып келсе, деформация серпімді -деформациялану деп аталады.

Сыртқы күштердің әсері тоқтағаннан кейін дене өзінің бұрынғы қалпына қайта келмесе, онда ондай деформацияны пластикалық деформация деп атайды.

Деформацияланатын дененің көлденең қимасының бірлік ауданына әсер

F

ететін күш кернеу деп аталады:

 = .

S

Егер күш бетке нормаль бойымен бағытталса, кернеу нормаль кернеу деп аталады, ал егер бетке жанама бойымен бағытталса – тангенциалдық деп аталады.

Деформациялану дәрежесінің сандық сипаттамасы салыстырмалы деформация, яғни стержін ұзындығының салыстырмалы өзгеруіболып табылады (көлденең деформация)

 = Dl ,

l

салыстырмалы көлденең созылу (сығылу)

 ' = Dd ,

d

мұндағы d – стержіннің диаметрі.

Ағылшын физигі Р.Гук, кішігірім деформациялану үшін салыстырмалы ұзындығы  мен кернеуі  бір-біріне пропорционал екенін тәжірибие жүзінде дәлелдеді:

 = E ,

мұндағы Е пропорционалдық коэффициенті, Юнг модульі деп аталады. 

мен  анықтамасынан:

немесе

 =Dl

l

=  = F ,

E ES

F = ES Dl = kDl

l

немесе

F = -kDx ,

мұндағы k – серпімділік коэффициенті, «–» таңбасы серпімділік күшінің деформациялануға қарама-қарсы бағытталғанын көрсетеді.

[k]=1 Н/м, [E]=1 Н/м2.

Үйкеліс күші.Механикалық процестер кезінде әр түрлі күштер әсер етеді. Мысалы: үйкеліс күші, ауырлық күші, серпімділік күші. Осының ішінен үйкеліс күшін қарастырайық.

Қандай да бір дене, басқа бір дененің горизонталь жазықтық бетімен қозғалатын болса және осы денеге басқа күштер әсер етпесе, онда ол дененің қозғалысы баяулайтыны немесе мүлде тоқтайтыны тәжірбиеден белгілі. Механикалық көзқарас бойынша оны былай түсіндіруге болады: денеге қандай да бір күш әсер етеді және осы күш оның қозғалысын тежейді.

Бұл күш үйкеліс күші. Үйкеліс күші дегеніміз – денелер тікелей жанасқанда пайда болатын және әрдайым жанасу бетінің бойымен бағытталатын күшті айтамыз.

Үйкелістің екі түрі бар: сыртқы үйкеліс (құрғақ)және ішкі үйкеліс (сұйық немесе тұтқыр). Екі дененің өзара әсерлесу күшін сыртқы үйкеліс күшідеп атайды. Сыртқы үйкеліс денелер қозғалғанда ғана емес, денелер салыстырмалы тыныштықта тұрғанда да болады. Мұндай күшті тыныштық үйкеліс күшідеп атайды. Ал егер дене бір – біріне қатысты қозғалатын болса, онда олардың бір – біріне қатысты қозғалысының мазмұнына байланысты сырғанау, домалау үйкеліс күштері деп бөледі.