Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng (thay đổi hình dạng và kích thước).
1. Biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo
a.Biến dạng đàn hồi :
Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng. Nếu ngoại lực thôi tác dụng thì vật có thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu.
Biến dạng vật rắn lúc này được gọi là biến dạng đàn hồi và vật rắn đó có tính đàn hồi.
b. Biến dạng dẻo (biến dạng còn dư)
Khi có lực tác dụng lên vật rắn thì vật bị biến dạng. Nếu ngoại lực thôi tác dụng thì vật không thể lấy lại hình dạng và kích thước ban đầu.
Biến dạng vật rắn lúc này được gọi là biến dạng dẻo (biến dạng còn dư) và vật rắn đó có tính dẻo.
Giới hạn đàn hồi: Giới hạn trong trong đó vật rắn còn giữ được tính đàn hồi của nó.
2. Biến dạng kéo và biến dạng nén. Định luật Hooke.
a. Biến dạng kéo – biến dạng nén
Nếu dưới tác dụng của ngoại lực
- Chiều dài của vật tăng lên: đó là biến dạng kéo.
- Chiều dài của vật ngắn lại : đó là biến dạng nén.
b. Ứng suất kéo (nén)
- Là lực kéo (hay nén) trên một đơn vị diện tích vuông góc với lực.
$\sigma = \frac{F}{S}$ ($N/m^2$ hay Pa)
$S (m^2)$: tiết diện ngang của thanh
F (N) : lực kéo (nén)
$\sigma (N/m^2, Pa)$ : ứng suất kéo (nén)
c. Định luật Hooke: Trong giới hạn đàn hồi, độ biến dạng tỉ đối kéo hay nén của thanh rắn tiết diện đều tỉ lệ thuận với ứng suất gây ra nó.”
$\frac{\Delta l}{l_{o}} \sim \frac{F}{S}$
Có thể viết $\frac{F}{S} = E\frac{\Delta l}{l_{o}}$ hay $\rho = E.\epsilon$
$\frac{\Delta}{l_{o}}$: độ biến dạng tỉ đối
E (N/m): suất đàn hồi (suất Young), đặc trưng cho tính đàn hồi của chất dùng làm thanh rắn.
d. Lực đàn hồi
$\left|{F_{dh}}\right| = \frac{E.S}{l_{o}} \Delta l$
hay $\left|{F_{dh}}\right| = k.\Delta l$
$\Delta l$ (m) : độ biến dạng (độ dãn hay nén)
$k = \frac{E.S}{l_{o}}$: hệ số đàn hồi (độ cứng) của vật (N/m)
k phụ thuộc vào kích thước hình dạng của vật và suất đàn hồi của chất làm vật.
Chú ý : Một thanh rắn tiết diện đều chịu biến dạng kéo (hay nén) thì tiết diện ngang của vật sẽ nhỏ đi (hay tăng lên).
3. Biến dạng lệch (biến dạng trượt)
- Là biến dạng mà có sự lệch đi giữa các lớp vật rắn đối với nhau khi chịu tác dụng của ngoại lực tiếp tuyến với bề mặt vật rắn.
- Biến dạng lệch còn gọi là biến dạng trượt hay biến dạng cắt
4. Các biến dạng khác
- biến dạng uốn, biến dạng xoắn.
5. Giới hạn bền
- Mỗi vật liệu đều có một giới hạn bền, nếu vượt quá giới hạn đó thì vật bị hư hỏng.
- Giới hạn bền được biểu thị bằng ứng suất của ngoại lực
$\sigma_{b} = \frac{F_{b}}{S} (N/m^2 hay Pa)$
$\sigma_{b}$: ứng suất bền.
$F_{b}$: Lực vừa đủ làm vật hư hỏng.