Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§281. Сдвиг.

E-mail Печать PDF
Мы рассмотрели растяжение и сжатие, возникающие под действием двух равных по модулю и противоположно направленных сил. Теперь рассмотрим деформации, обусловленные двумя равными по модулю, противоположно направленными моментами сил.

Представим себе брус, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда и лежащий на горизонтальном полу (рис. 462). Действующая на брус сила тяжести Р, которая приложена в центре тяжести С, уравновешивается силой реакции со стороны пола N. Так как брус неподвижен, то сила реакции должна быть приложена в точке А бруса, находящейся на одной вертикали с центром тяжести С (рис. 462, а). Пусть теперь к верхней грани бруса приложена горизонтальная сила F такая, что брус перекашивается, но не скользит по полу (рис. 462, б). Раз брус покоится, значит, на него действует еще одна сила, равная по модулю силе F и направленная в противоположную сторону. Этой силой очевидно, является сила трения f. Сила F вместе с силой f образуют пару сил, которая должна была бы вызывать вращение бруса вокруг оси, перпендикулярной к плоскости

Рис. 462. а) Прямоугольный брус находится под действием двух уравновешивающихся сил Р и N. 6) Брус находится под действием двух уравновешивающихся пар сил, в результате чего брус перекошен
чертежа. Однако брус покоится; следовательно, существует другая пара сил, которая уравновешивает первую.

Нетрудно найти вторую пару сил. Если при отсутствии силы F сила N была приложена в точке А, то при наличии силы F реакция пола на брус несколько изменится и сила реакции N будет приложена в точке В, лежащей на рисунке правее точки А. В результате получается пара сил Р и N, которая стремится вращать брус в направлении, противоположном тому, в котором вращался бы брус под действием пары сил F и f. Так как брус покоится, то пара сил F и f уравновешивается парой сил Р и N. Действие этих пар сил

Рис. 463. Сдвиг сопровождается удлинением по направлению АВ и укорочением по направлению CD
вызывает перекашивание бруса, и его сечение вместо прямоугольной формы приобретает форму параллелограмма. Очевидно, такого же характера деформация произойдет и с любым прямоугольным параллелепипедом, который мы мысленно выделим в рассматриваемом теле. Деформацию, при которой прямой параллелепипед, взятый в теле, превращается в наклонный, имеющий объем, равный объему недеформированного параллелепипеда, называют сдвигом. Рис. 463 показывает, что сдвиг всегда сопровождается и растяжением и сжатием (диагональ АВ удлиняется, а диагональ CD укорачивается).

Сдвиг — очень распространенный вид деформации. Прежде всего, сдвиг имеет место во всех трущихся твердых телах как при трении покоя, так и при трении скольжения. Например, если тащат по полу тело, то и тело и пол находятся в состоянии сдвига. В состоянии сдвига находятся заклепки, связывающие два железных листа (рис. 464), если листы подвергнуты растяжению. Очень важным случаем сдвига являются деформации среды, когда в ней распространяются так называемые поперечные волны (которые будут рассмотрены в разделе «Колебания и волны» тома III).

Если деформация сдвига переходит в пластическую, то происходит перемещение одних слоев тела вдоль других. Таким образом, пластическая деформация сдвига отчасти сходна с течением жидкости: при течении жидкости ее слои непрерывно сдвигаются один вдоль другого. Напомним (§ 263), что упругость сдвига может служить признаком отличия твердого состояния от жидкого: при жидком состоянии вещества упругий сдвиг невозможен.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: