Пластичность

Раздел: 
Русская Физика

55. Пластичность

   Наиболее характерным пластическим материалом является пластилин.
   У пластических материалов частицы соединяются между собою с помощью жёлобов своих химэлементов. Причём соединения эти такие, что жёлобы могут скользить один по другому, например короткий по длинному. Такие скольжения не требуют никаких затрат энергии.
   Скольжение жёлобов проявляется в пластичности материалов.
   Скольжение возможно только в пределах длины жёлоба; далее происходит разрыв связи. После разрыва каждый освободившийся жёлоб слипается с новым жёлобом, и процесс скольжения повторяется.
   Отрыв одного жёлоба от другого требует приложения усилий и расхода энергии.
   Суммарные усилия разрывов жёлобов создают вязкость материала.
   При повышении температуры пластического материала (при более интенсивных струнных колебаниях) усилия разрыва жёлобов уменьшаются. Материал становится более пластичным.
   С другой стороны, если пластический материал деформировать, то температура его будет повышаться.
   Механизм перехода деформации в тепловые движения следующий. В конце хода скольжения одного жёлоба по другому усилие слипания будет противодействовать их разрыву и вызовет их обоюдную упругую деформацию. Как только жёлобы разорвутся, они начнут колебаться – появятся тепловые движения.
   Образное сравнение. Склеем слегка две ветки дерева и потянем одну из них. После разрыва обе ветки начнут колебаться.
   Такова картина пластичности.
   А теперь посмотрим – как ведут себя предметы из пластичного материала при столкновении с другими предметами.
   Допустим, кусочек пластилина падает на стол. Он расплющивается. При расплющивании происходят и скольжения желобов и их разрывы. Вся энергия падающего кусочка превращается в тепловую энергию; температура пластилина повышается. Этот процесс можно отразить формулами. Энергия движений падающего кусочка E:
где I – инерция кусочка; v – скорость столкновения кусочка со столом.
   Повышение температуры T:
 
   Второй пример. Рядом на нитях подвешены кусочек пластилина и другой предмет. Отклоним кусочек и отпустим его. Он разгонится и ударится в предмет. Кусочек расплющится, а предмет приобретёт некоторую скорость.
   Процесс расплющивания – тот же самый, что и в первом примере, только теперь не вся энергия столкновения переходит в тепловую энергию; часть её уйдёт на разгон предмета.
   Чем твёрже пластилин, тем меньше он будет расплющиваться и тем большую скорость приобретёт предмет.

К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга