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:
- Нормальное – приложено на единичную площадку сечения по нормали к нему.
- Касательное – приложено на площадку сечения по касательной к нему.
Совокупность этих напряжений, действующих в одной точке, называют напряженным состоянием в этой точке.
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:
- Физические.
- Химические.
К физическим можно отнести следующие:
- 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.
- Тепловые – изучают влиянием разных температур на объект. К ним можно отнести расширение при нагревании, теплопроводность, теплоемкость.
- Электрические – эти свойства связаны с движением электронов внутри тела и их способностью собираться в упорядоченный поток при воздействии внешних факторов. Пример - электрическая проводимость.
- Оптические – изучаются с помощью световых потоков. К этим свойствам относятся светоотражение, поглощение света, дифракция.
- 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.
