Chương VII: Biến dạng cơ của vật rắn là gì? độ bền của vật rắn
Chương VII: Chất rắn là gì, chất rắn kết tinh, chất rắn vô định hình
Biến dạng cơ của vật rắn là sự biến dạng (thay đổi về hình dạng và kích thước) của vật rắn do chịu tác dụng của ngoại lực (nén, kéo, cắt, uốn …)
Chương VII: Biến dạng cơ của vật rắn là gì? độ bền của vật rắn
1/ Thí nghiệm biến dạng cơ của vật rắn
Dụng cụ thí nghiệm: một thanh kim loại (vật rắn) vật rắn đồng chất hình trụ bị kẹp chặt hai đầu
Tiến hành thí nghiệm: tác dụng lực kéo vào hai đầu của thanh kim loại dọc theo trục của vật rắn.
Chiều dài của thanh kim loại hình trụ đồng chất trước và sau khi chịu biến dạng kéo giãn
Quan sát thí nghiệm vật lý trên ta thấy thanh kim loại (vật rắn) bị kéo dãn, phần giữa của thanh kim loại bị co hẹp lại. Gọi chiều dài ban đầu của thanh kim loại là lo, chiều dài sau khi biến dạng là l ta có định nghĩa khái niệm độ biến dạng tỉ đối bằng biểu thức
2/ Biến dạng đàn hồi của vật rắn:
Khi chịu tác dụng của ngoại lực, vật rắn bị biến dạng cơ, thay đổi hình dạng và kích thước. Khi không còn tác dụng của ngoại lực vật rắn trở lại hình dạng ban đầu thì biến dạng cơ như vậy được gọi là biến dạng cơ đàn hồi của vật rắn.
Giới hạn mà trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi gọi là giới hạn đàn hồi của vật rắn.
Để thử độ bền của một chiếc điện thoại, các nhà kiểm nghiệm đặt nó trong một máy nén thủy lực, đặt giới hạn nén trong phạm vi trong thực tế có thể gặp phải (hình trái) cho thấy lực nén đã làm thân chiếc điện thoại bị cong đi, tuy nhiên khi lấy ra khỏi máy nén thủy lực nó lại trở lại hình dạng thẳng ban đầu, ta nói vật rắn (chiếc điện thoại) chịu tác dụng biến dạng cơ đàn hồi.
3/ Định luật Hooke về biến dạng cơ của vật rắn
a/ khái niệm ứng suất:
ứng suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tác dụng nén hoặc kéo của lực F tác dụng dọc theo trục của một vật rắn đồng chất hình trụ có tiết diện là S
ứng suất σ có biểu thức giống với áp suất nên có đơn vị giống áp suất tuy nhiên áp suất chỉ đặc trưng cho tác dụng nén (ép) còn ứng suất đặc trưng cho tác dụng nén (ép) và kéo của lực.
b/ Định luật Hooke (Húc) về biến dạng cơ của vật rắn:
4/ Giới hạn bền (độ bền) của vật rắn:
Khi chịu tác dụng của ngoại lực quá lớn vật rắn bị phá hủy (gãy, vỡ, đứt), giới hạn mà tại đó lực tác dụng chưa làm vật rắn bị phá hủy gọi là giới hạn bền (độ bền) của vật rắn. Đối với vật rắn có biến dạng đàn hồi, giới hạn bền chính là giới hạn đàn hồi của vật rắn.
5/ ví dụ biến dạng cơ của vật rắn:
biến dạng uốn của một vật rắn (thanh kim loại) có hình dạng chữ H, các vùng mầu sắc khác nhau chịu biến dạng và lực khác nhau. Nếu vật không trở lại hình dạng ban đầu nhưng chưa bị phá hủy (đứt, gãy) ta gọi biến dạng trên là biến dạng dẻo của vật rắn[/caption]
BIến dạng dẻo của vật rắn bị vặn xoắn.