Biến dạng cơ của vật rắn

Biến dạng cơ là sự thay đổi kích thước và hình dạng của vật rắn do tác dụng của ngoại lực. Tùy thuộc độ lớn của lực tác dụng, biến dạng của vật rắn có thể là đàn hồi hoặc không đàn hồi.

I - BIẾN DẠNG ĐÀN HỒI

- 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.

+ Khi vật rắn không thể lấy lại kích thước và hình dạng ban đầu ta gọi đó là biến dạng không đàn hồi hay biến dạng dẻo.

- Giới hạn mà trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi gọi là giới hạn đàn hồi của vật rắn.

II - BIẾN DẠNG KÉO VÀ BIẾN DẠNG NÉN - ĐỊNH LUẬT HÚC

1. 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 S.

$\sigma = \frac{F}{S}$

Trong đó:

+ $F$: lực nén hoặc kéo (N)
+ $S$: tiết diện của vật rắn hình trụ đồng chất (m²)

+ $\sigma $: ứng suất của vật rắn (N/m² hoặc Pa)

2. Định luật Húc

Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối của vật rắn đồng chất, hình trụ tỉ lệ thuận với ứng suất tác dụng vào vật đó.

$\varepsilon = \frac{{\left| {\Delta l} \right|}}{{{l_0}}} = \alpha \sigma$

với $\alpha $ là hệ số tỉ lệ phụ thuộc chất liệu của vật rắn

3. Lực đàn hồi

Ta có: $\sigma = \frac{F}{S} = E\frac{{\left| {\Delta l} \right|}}{{{l_0}}}$

Với: $E = \frac{1}{\alpha }$ gọi là suất đàn hồi hay suất Y-âng đặc trưng cho tính đàn hồi của vật rắn

Độ lớn của lực đàn hồi ${F_{dh}}$ trong vật rắn tỉ lệ thuận với độ biến dạng $\left| {\Delta l} \right| = \left| {l - {l_0}} \right|$ của vật rắn.

${F_{dh}} = k\left| {\Delta l} \right|$ với $k = E\frac{S}{{{l_0}}}$

Trong đó:

+ $E$: suất đàn hồi đặc trưng cho tính đàn hồi của chất rắn (Pa)

+ $k$: độ cứng của vật rắn phụ thuộc chất liệu và kích thước của vật đó (N/m)

III - CÁC BIẾN DẠNG KHÁC

- Biến dạng lệch (hay biến dạng trượt hay biến dạng cắt): là biến dạng mà ở đó có sự lệch đi giữa các lớp vật rắn đối với nhau.

- Biến dạng uốn, biến dạng xoắn