Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
16
ROZDZIAŁ12.RÓWNOWAGAISPRĘŻYSTOŚĆ
Sprężystość
Gdydużaliczbaatomówznajdujesiębardzobliskosiebie,tworzącmeta-
liczneciałostałe,naprzykładżelaznygwóźdź,atomyzajmująpołożenia
równowagiwtrójwymiarowejsieci,tzn.regularnymukładziepowtarzają-
cychsiępołożeń,wktórychkażdyatommadobrzeokreślonąodległośćod
swychnajbliższychsąsiadów.Atomyznajdująsiębliskosiebiedziękisi-
łommiędzyatomowym,jakiemiędzynimiwystępują.Działająonetak,jak
gdybyatomypołączonebyłymałymisprężynkami,jaknarysunku12.10.
Siećjestniezwyklesztywna,cooznacza,żete„międzyatomowesprężynki”
sąbardzomocne.właśniedlategoodnosimywrażenie,żeróżnespotykane
nacodzieńprzedmioty,jakmetalowedrabiny,stołyczyłyżkisądoskonale
sztywne.Oczywiścieznamyteżprzedmioty,takiejakwężeogrodoweczy
gumowerękawiczki,którebynajmniejniewydająnamsięsztywne.Atomy,
zktórychzłożonesąteprzedmioty,nietworząbowiemsztywnejsieci,jak
narysunku12.10,leczukładająsięwdługie,elastycznełańcuchycząste-
czek,akażdyztychłańcuchówjestdośćluźnozwiązanyzsąsiednimi.
wszystkierzeczywisteciała„sztywne”sąwjakimśstopniusprężyste,
cooznacza,żemożnanieznaczniezmienićichrozmiary,rozciągającje,
ściskająclubskręcając.Pewnepojęcieowielkościtychzjawiskmożesz
uzyskać,rozważająctakiprzykład.wyobraźsobie,żestalowyprętodłu-
gości1miśrednicy1cmjestumocowanydostropuhali,wktórejprodu-
kujesięsamochody.Jeślizawiesisznadolnymkońcutegoprętaniewielki
samochód,toprętsięrozciągnie,aletylkoookoło0,5mm,czyli0,05%
swejdługości.Cowięcej,prętpowrócidoswejpierwotnejdługości,gdy
samochódusuniesz.
Gdyjednakzawiesisznatympręciedwasamochody,zostanieonod-
kształconytrwale,toznaczynieprzyjmieswejpierwotnejdługościpousu-
nięciuobciążenia.Jeślizaśzawiesisznanimtrzysamochody,toprętsię
przerwie.Tużprzedzerwaniemprętbędzierozciągnięty,lecztylkoonie-
całe0,2%.Odkształcenietomożeszuznaćzaniezbytwielkie,leczjestono
bardzoważnewzastosowaniachtechnicznych(zgodziszsię,żejestważne,
byskrzydłosamolotunieoderwałosięodkadłubapodobciążeniem).
Rys0120100Atomymetalicznegociała
stałegosąregularnieułożone
wtrójwymiarowejsieci.Sprężynki
symbolizująsiłydziałającemiędzyatomami
Rys0120110
a)walecpoddanynaprężeniurozciągającemuwydłużasięo
∆L
.b)walec
poddanynaprężeniuścinającemuodkształcasięo∆x,podobniedozginanejtaliikart
lubksiążki.c)Ciałostałewkształciekulijestpoddanenaprężeniuobjętościowemuze
stronycieczy,przyczymzmniejszaswąobjętośćo∆V.wielkośćwszystkichtych
odkształceńjestnarysunkuznacznieprzesadzona
