Odkształcenie jest to chwilowa lub trwała zmiana wymiarów ciała lub jego dowolnych części. Zmiany zachodzące w odkształconym ciele mają charakter ciągły i do pewnego momentu zachowana jest ciągłość struktury materiału ( nie pojawiają się pęknięcia ). Intensywność odkształcenia będącą miarą odkształcenia określają :

• zmiany wymiarów długości ,

• względne wydłużenie ciała ,

• zmiany wymiarów kąta skręcenia ,

• odkształcenia postaci ciała.

Zmiana odległości jest wynikiem rozluźnienia struktury ciała, a zmiana postaci wynikiem poślizgu (przesunięcia się warstw atomów po sobie).

Jednostkowy przyrost objętości prostopadłościennego elementu:

Odkształcenie czysto objętościowe:

Odkształcenie czysto postaciowe:

PRAWO HOUKE'A

-wydłużenie względne, E-moduł Younga, -naprężenie.

Wyznaczanie modułu Younga metodą jednostronnego rozciągania.

Korzystamy tutaj z zależności ,gdzie E-moduł Younga (sprężystości podłużnej), F-siła obciążająca, -odkształcenie bezwzględne, A-powierzchnia przekroju pręta, l-długość początkowa.

Badany drut umocowany jest w specjalnym uchwycie przytwierdzonym do sztywnego rozpornika stalowego, przymocowanego do ściany. Na dolnym końcu drutu zawieszona jest szalka, na którą kładziemy ciężarki. Na szalce tej umieszczamy na stałe ciężar ok. 1/2 kg. prostujący badany drut i usuwający zgięcia. Jeżeli obciążymy drut dodatkowym ciężarkiem, wówczas nie tylko drut się wydłuży, ale również obniży się zawieszenie, do którego jest on przymocowany. Aby mierzyć tylko samo wydłużenie, posługujemy się dwoma znaczkami A i B umieszczonymi w górnej i dolnej części drutu w odległości l od siebie. Te znaczki (rysy) obserwujemy za pomocą dwóch stałych mikroskopów M1 i M2, które zaopatrzone są w okulary mikrometryczne z podziałkami. Obraz rysy A i B w okularze odpowiedniego mikroskopu przesuwa się na tle podziałki: gdy podziałka jest wyzerowana możemy wyznaczyć wartość przesunięcia. Wydłużenie odpowiadające obciążeniu F znajdujemy jako różnicę przesunięć rys A i B w polu widzenia mikroskopów M1 i M2.

Wyznaczanie modułu Younga metodą zginania pręta.

Metodę tę stosujemy dla prętów grubych, o przekroju jednego lub kilku . W metodzie tej obciążamy siłą F pręt zamocowany na jednym końcu lub podparty w dwu miejscach w pobliżu jednego z końców. Korzystamy tu z zależności:

h-grubość liczona w kierunku siły F, l-długość pręta od jednej krawędzi podparcia do drugiej.

Wyznaczanie modułu sztywności na skręcanie.

1.Metoda statyczna. Pręt zamocowany na jednym końcu poddajemy działaniu znanego momentu skręcającego i wyznaczamy kąt skręcenia , po czym obliczmy wartość momentu kierującego zgodnie z powyższym wzorem. Moment kierujący jest równy momentowi skręcającemu, który odpowiada skręceniu jednostkowemu.

Ponieważ , to mając wyznaczoną wartość D oraz znane wymiary pręta (promień r i długość l) możemy obliczyć wartość współczynnika sztywności .

2.Metoda dynamiczna (dla cienkich prętów). Na druciku o znanej długości l i średnicy 2r zawiesza się bryłę tzw. wibrator, o momencie bezwładności . Skoro obrócimy wibrator w płaszczyźnie poziomej o pewien kąt, to jednocześnie drut skręci się o ten sam kąt. W drucie powstanie moment obrotowy sił sprężystych , które po oswobodzeniu wibratora nadawać mu będą ruch drgający o okresie

, gdzie jest momentem kierującym drutu, -moment bezwładności.

Wahadło torsyjne: na rysunku przedstawiony jest krążek zawieszony w środku masy. Drut na którym wisi krążek jest sztywno zamocowany z obydwu stron. Jeśli krążek obrócimy w płaszczyźnie poziomej to drut zostanie skręcony. Wtedy na krążek działa moment siły skręconego drutu i stara się przywrócić krążek do położenia równowagi. Jest on proporcjonalny do wartości skręcenia, czyli do kątowego przemieszczenia, zatem . Stałą nazywamy stałą skręcenia lub momentem kierującym. Znak `-` wskazuje, że moment siły ma zwrot przeciwny niż przemieszczenie kątowe. Równanie ruchu dla takiego układu ma postać . Po podstawieniu do równania

otrzymujemy , , gdzie jest maksymalnym przemieszczeniem kątowym, czyli amplitudą drgań. Okres drgań wynosi .

Znając i mierząc T możemy wyznaczyć moment bezwładności drgającego ciała sztywnego. Natomiast znając I i mierząc T mamy możliwość wyznaczenia stałej dla dowolnego drutu. Wiele przyrządów laboratoryjnych zawiera w sobie wahadło torsyjne, np. galwanometry. Innym przykładem kątowego ruchu harmonicznego jest ruch balansu w zegarkach

Lp.	r= 2cm	r= 6cm	r= 9cm
	T[s]	T[s]	T[s]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tabela pomiarowa.

---