Механическое напряжение тел - определение и формула, свойства твердых тел

При взаимодействии твердых тел с различными факторами окружающей среды могут возникать изменения - как внутренние, так и внешние. Одним из примеров является механическое напряжение, появляющееся в недрах тела. Оно определяет степень возможных изменений при повреждении.

Основные понятия в физике

Механическое напряжение – мера внутренних сил объекта, которая возникает под влиянием различных факторов. Например, при появлении деформации, во время которой внешние силы стараются изменить взаимное расположение частиц, а внутренние - препятствуют этому процессу, ограничивая его каким-то определенным значением. Таким образом, можно сказать, что механическое напряжение - это прямое следствие нагрузки на тело.

Можно выделить два основных вида механического напряжения:

1. Нормальное – приложено на единичную площадку сечения по нормали к нему.
2. Касательное – приложено на площадку сечения по касательной к нему.

Совокупность этих напряжений, действующих в одной точке, называют напряженным состоянием в этой точке.

Видео: Поступательное движение. Материальная точка

Измеряемое в паскалях (Па) механическое напряжение: формула расчета представлена ниже

Q=F/S,

Где Q –механическое напряжение (Па), F - сила, возникающая внутри тела при деформации (Н), S – площадь (мм).

Свойства твердых тел

Твердые тела, как и все прочие, состоят из атомов, однако у них очень прочная структура, которая практически не подвергается деформации, т.е. объем и форма остаются постоянными. Такие объекты обладают рядом уникальных свойств, которые можно разделить на две большие группы:

1. Физические.
2. Химические.

К физическим можно отнести следующие:

Видео: Академия занимательных наук. Физика

1. Механические – изучают их при помощи соответствующего воздействия на тело. К этим свойствам можно отнести упругость, хрупкость, прочность, т.е. все, что связано со способностью сопротивляться деформации, вызванной внешними факторами.
2. Тепловые – изучают влиянием разных температур на объект. К ним можно отнести расширение при нагревании, теплопроводность, теплоемкость.
3. Электрические – эти свойства связаны с движением электронов внутри тела и их способностью собираться в упорядоченный поток при воздействии внешних факторов. Пример - электрическая проводимость.
4. Оптические – изучаются с помощью световых потоков. К этим свойствам относятся светоотражение, поглощение света, дифракция.
5. Магнитные – определяются наличием магнитных моментов у составляющих твердого тела. За них, так же, как и за электрические, отвечают отрицательно заряженные частицы благодаря своему строению и определенному движению.

К химическим свойствам относится все, что связано с реакцией на воздействие соответствующими веществами и процессами, происходящими при этом. Пример - окисление, разложение. Строение кристаллической решетки также относится к этим свойствам объекта.

Также можно выделить небольшую группу физико-химических свойств. К ней относятся те из них, что проявляются как при механическом, так и при химическом воздействии. Пример - горение, во время которого происходят изменения по двум вышеуказанным характеристикам.