§ 280. Растяжение и сжатие
Упругие
деформации, возникающие в телах, могут быть весьма разнообразны. Тело может
растягиваться или сжиматься, изгибаться, перекашиваться, скручиваться. В
большинстве случаев наблюдаемая деформация представляет собой несколько
деформаций одновременно. В конечном счете, однако, любую деформацию можно
свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.
Стальная
струна на балалайке, простая (не витая) проволока, поддерживающая груз,
резиновая нить в рогатке служат примерами тел, подвергнутых одностороннему
растяжению, ибо тело растягивается вдоль одного только направления. При таком
растяжении тела удлиняются и одновременно несколько уменьшаются в поперечных
размерах. Это хорошо видно при растяжении резиновой полоски, на которой
начерчена сетка линий (рис. 459). Вследствие растяжения тела находятся в
напряженном состоянии. В примере с резиновой полоской деформация отдельных
частей ее, а следовательно, и напряжение приблизительно одинаковы по всему ее
объему, за исключением мест вблизи приложения внешних сил. То же можно сказать
и относительно натянутой струны.
Рис. 459. а) На
резиновой полоске начерчена сетка, ячейки которой имеют форму квадратов, б) При
растяжении полоски ячейки сетки превращаются в прямоугольники
Бревна,
распирающие грунт в глубоких узких канавах (рис. 460) или в рудниках, колонны,
на которых покоится часть здания, ножки стола, поддерживающие столешницу,
являются примерами тел, подвергнутых сжатию. Здесь мы имеем примеры одностороннего
сжатия. При одностороннем сжатии тело немного «раздается», т. е. увеличивается
в поперечных направлениях. Это хорошо заметно, если сжимать мягкую резинку, на
которой начерчена сетка линий (рис. 461). На этом рисунке заметно также, что
деформации отдельных частей могут быть неодинаковыми в разных местах тела: в
середине резинка деформирована больше, чем по краям.
Рис. 460.
Бревна 
,
удерживающие грунт от осыпания, находятся в состоянии сжатия
Рис. 461.
Сжатие резинки. Ячейки сетки более деформированы в середине, чем по краям
Измеряя
растяжение проволок или сжатие стержней из различных материалов под действием
данной нагрузки, мы обнаружим, что деформация тем больше, чем длиннее образец и
чем меньше его поперечное сечение. Это нетрудно понять. Чем толще образец, тем
меньшая нагрузка приходится на единицу площади его сечения, а чем он длиннее,
тем больше будет удлинение, которое составляет определенную часть
первоначальной длины: каждая единица длины получает одно и то же приращение.
Свойства материала сказываются очень сильно. Например, стальная проволока при
тех же размерах и нагрузке растягивается в два с лишним раза меньше, чем
медная.
При
рассмотренных односторонних деформациях тела находятся под действием двух
равных по модулю, противоположно направленных сил.
Нередко
в природе и в технике мы встречаемся со всесторонними деформациями:
всесторонним сжатием и всесторонним растяжением. И та и другая деформации
наблюдаются в том случае, если деформируемое тело подвергается давлению со всех
сторон или растяжению во все стороны. Например, в состоянии всестороннего
сжатия находятся тела, погруженные в жидкость. В случае погружения тел на большую
глубину в море деформация всестороннего сжатия велика, и это имеет значение для
живущих там животных. Реже встречается всестороннее растяжение. В состоянии
всестороннего растяжения находится, например, внутренняя часть холодного
железного шара, опущенного в горячую воду. Большое значение имеют деформации
всестороннего сжатия и растяжения при распространении звуковых колебаний (о
которых будет идти речь в разделе «Колебания и волны» тома III).
280.1. Как
изменится удлинение, если, не меняя нагрузки, проволоку заменить другой из
такого же материала, имеющей вдвое большие длину и диаметр?
280.2.
Опыт показывает, что стальная проволока площади сечения 
и длины 1 м при
растяжении силой 200 Н удлиняется на 1 мм. Какое удлинение получится, если
стальную проволоку площади сечения 
и длины 3 м растягивать силой 300Н?
