Деформация

На этом уроке вы:

• научитесь различать упругие и пластические деформации и приводить примеры пластических и упругих деформаций.

Ключевые слова: деформация, упругая деформация, пластическая деформация.

Если взаимодействие тел не приводит к изменению их скоростей, то тела будут деформироваться. Деформация — другое следствие взаимодействия тел. При контакте двух взаимодействующих тел приходят в движение отдельные части этих тел, вследствие чего изменяются форма и размеры тела.

Любое изменение размеров и формы тела, происходящее под действием сил, называется деформацией (от лат. deformatio — «изменение»).

Так как деформация возникает во время взаимодействия тел, то деформируются оба взаимодействующих тела. Например, если прижать друг к другу два резиновых мяча, то деформироваться будут оба мяча, а не один (рис. 17.1). При растягивании эспандера деформируется не только эспандер, но и мышцы человека, растягивающего его (рис. 17.2).

Рис. 17.1

Рис. 17.2

Деформации, которые испытывают тела, бывают двух видов: упругая и пластическая (неупругая) (рис. 17.3).

Деформация называется упругой, если после прекращения действия силы тело восстанавливает свои прежние размеры и форму.

Рис. 17.3

Деформация называется пластической, если после прекращения действия силы тело не восстанавливает свои прежние размеры и форму.

Объясните, какие деформации испытывают резиновый шнур, воздушный шарик, стальная пружина, свинцовая пластина, кусок глины, пластилин под воздействием внешней силы.

Приведите примеры, которые доказывают, что характер деформации зависит от величины приложенной силы, от времени ее действия и от природы вещества, из которого изготовлено тело.

Подумайте, где бы вы в обыденной жизни могли наблюдать деформации сжатия и растяжения, изгиба, сдвига и кручения.

Материалы, из которых изготавливают мосты, балки, стены зданий, детали машин, должны обладать упругими свойствами, а подвергающиеся процессам ковки, штамповки, лепки — пластическими свойствами. Многие материалы изменяют свои упругие свойства при изменении внешних условий. Так, свинец при комнатной температуре неупругий, а при −150 °C он становится упругим. Упругое при комнатной температуре железо становится мягким и пластичным, если его нагреть до 800 °C. Это свойство железа и многих других металлов используют при обработке и производстве металлических изделий.

Характер деформации зависит от природы вещества, из которого изготовлено тело, от его температуры и других факторов.

В школьном курсе физики вы в основном будете изучать упругие деформации (рис. 17.4).

Знаете ли вы? Пластиловым молотком, остуженным до −196 °C, можно забивать мелкие гвозди, чего никак не сделаешь при комнатной температуре.

Рис. 17.4. Виды упругих деформаций: растяжение, сжатие, сдвиг, кручение, изгиб

Вопросы

1. Что называется деформацией тела?
2. Как возникает деформация тела?
3. Какие виды деформаций вы знаете?
4. Какая деформация называется упругой?
5. Какая деформация называется пластической?
6. Приведите примеры упругих тел и их использования в технике, строительстве.
7. Назовите примеры пластичных тел и их использования в производственной деятельности.
8. Каким образом можно изменить упругие свойства тел? Например?

Творческая мастерская

Исследуйте. Какие виды деформаций изображены на рисунке 17.5?

Рис. 17.5

Познай себя. Приведите примеры деформаций, которые возникают в вашем организме.

Экспериментируйте.

1. Скрутите в рулон лист бумаги А4 и отпустите ее. Что произойдет? Почему?
2. Возьмите кусочек пластилина и надавите на него. Что произойдет? Почему?