Elastická látka

Jako elastická (pružná) látka se ve fyzice označuje taková látka, která po odstranění vnějšího silového působení zaujme svůj původní tvar.

Elastické vlastnosti studuje část fyziky označovaná jako pružnost.

Deformace pružné látky se označují jako elastické (pružné) deformace.

[editovat] Napětí a deformace

Vztah mezi napětím a deformací látky je obvykle lineární (tzn. vyhovuje Hookovu zákonu) pouze v omezeném intervalu napětí a pro různé látky má tento interval různou velikost.

Příklady vztahu mezi napětím a deformací.

Na obrázku jsou uvedeny příklady některých závislostí mezi napětím $τ$ a deformací $γ$ . Na a) je lineární závislost. V takovém případě lze chování látky popsat zobecněným Hookovým zákonem. Je-li navíc látka izotropní, hovoříme o hookovské látce.

Na b) je zobrazen případ vztahu mezi napětím $τ$ a deformací $γ$ , se kterým se lze setkat např. u kovů. Pro malé hodnoty napětí (až po bod $A$ ) je vztah lineární a lze jej tedy popsat Hookovým zákonem. Látka se pro tato napětí chová jako hookovská látka. Bod $A$ se nazývá mezí úměrnosti. Mezi body $A$ a $B$ křivky již není vztah mezi napětím a deformací lineární. Přesto však pro všechna napětí až po bod $B$ dochází po odstranění zatížení k návratu látky k původnímu tvaru. Látka se tedy v tomto rozmezí chová jako pružná, proto se bod $B$ nazývá mezí pružnosti (elasticity). Při dalším zvyšování napětí zůstává vzorek po odstranění zatížení trvale deformován. Za bodem $B$ se tedy látka chová jako plastická.

Elastické látky, u nichž vztah mezi napětím a deformací nemá lineární charakter, se označují jako nelineárně elastické látky.

Na c), d) jsou uvedeny jiné příklady nelineární závislosti mezi napětím a deformací. V některých případech je možné v určitém intervalu závislost považovat za lineární (viz d) ), v některých případech to možné není (viz c) ).

[editovat] Hookovská látka

Izotropní lineárně elastická látka se v reologii označuje jako hookovská látka (nebo také klasická elastická látka).

Pro hookovskou látku platí, že objemová a tvarová deformace jsou přímo úměrné působícímu napětí. Hookovská látka je charakterizována rovnicemi

$e_s = \frac{\sigma_s}{2G}$

$e_V = -\frac{p}{K}$ ,

kde $σ s$ je deviátor napětí a $e s$ odpovídající deviátor deformace, $G$ je modul pružnosti ve smyku, $K$ je modul objemové pružnosti, $p$ označuje izotropní tah (popř. tlak) a $e V$ označuje objemovou deformaci.

V reologii se klasifikace látek provádí především podle tvarové deformace. Tvarovou deformaci lze vyjádřit pomocí deformace smykové. Označíme-li smykové napětí $τ$ a smykovou deformaci úhlem smyku $γ$ , lze hookovskou látku charakterizovat vztahem

$\gamma = \frac{\tau}{G}$

Tento vztah představuje reologickou rovnici hookovské látky. Tato reologická rovnice popisuje chování látky pouze pro malé deformace a malé rychlosti deformace. Lineární závislost lze u elastických látek pozorovat pouze v omezeném rozsahu.

[editovat] Související články

Kategorie: Mechanika

Tento článek je převzat z české wikipedie - otevřené encyklopedie, originální článek naleznete na adrese: „http://cs.wikipedia.org/wiki/Elastick%C3%A1_l%C3%A1tka“
Stránka byla naposledy upravena v Stránka byla naposledy editována 7. 5. 2007 v 21:34.
Veškerý text je dostupný za podmínek GNU Free Documentation License (Autorské právo pro podrobnosti).