§ 58. Возникновение деформаций.

Мы уже знаем, что силы упругости возникают между телами только в том случае, если тела деформированы. Нить действует на тележку с некоторой силой потому, что она растянута, паровоз толкает вагон потому, что его буферные пружины сжаты, и т. д. Силы упругости определяются деформацией, причем по мере увеличения деформации растут и силы упругости (§ 37). Мы не могли раньше ответить на вопрос о происхождении деформаций, потому что объяснить возникновение деформаций можно, только зная законы движения. Действительно, деформации возникают потому, что различные части тела движутся по-разному. Если бы все части тела двигались одинаково, то тело всегда сохраняло бы свою первоначальную форму и размеры, т. е. оставалось бы недеформированным.

Рис. 78. При нажатии пальцем верхние слои резинки перемещаются вниз, нижние остаются неподвижными

Возьмем мягкую резинку для карандаша и нажмем на нее пальцем (рис. 78). Палец, нажимающий на резинку, перемещает верхние слои резинки; нижний слой, лежащий на столе, остается неподвижным, так как он соприкасается с гораздо более жесткой, чем резинка, поверхностью стола. Разные части резинки смещаются по-разному, и резинка меняет свою форму, возникает деформация. Деформированная резинка действует на соприкасающиеся с ней тела с некоторой силой. Палец отчетливо чувствует давление резинки. Если палец убрать, то резинка примет прежнюю форму.

Все тела, с которыми мы имели дело в наших опытах, ведут себя подобным же образом: при возникновении в них деформации они действуют на соприкасающиеся с ними тела с силой, зависящей от деформации; при возвращении же тела в недеформированное состояние действие силы прекращается. Такие силы, как уже было сказано, называют упругими. Упругими называют и сами тела, в которых такие силы возникают.

Существуют тела, со стороны которых силы действуют, только пока происходит изменение формы и размеров тела; когда же форма тела перестает изменяться, сила исчезает, хотя тело остается в деформированном состоянии. Таковы, например, мягкая глина, нагретый воск и т. п. Подобные тела называют пластичными.

Теперь рассмотрим подробнее, как именно деформируются тела и какие возникают в них силы упругости в разных случаях: при воздействии сил, появляющихся при непосредственном соприкосновении, и при действии силы тяжести. При этом отдельно разберем случай, когда все силы, действующие на тело, взаимно уравновешиваются и тело остается в покое (либо движется по инерции; для простоты будем говорить о покое тела), и отдельно — случай ускоренного движения.