Непідготовленому Читачеві відразу ж дати відповідь на це питання не так просто. І все ж спробуємо (див. Також далі відповідь на шосте запитання).
«Опір матеріалів» є розділ механіки деформованого твердого тіла. в якому вивчається поведінка найпростіших елементів машин і споруд (а також матеріалів. з яких вони зроблені), під дією прикладених до них навантажень.
Ця дисципліна дає теоретичні основи розрахунку міцності, жорсткості і стійкості інженерних конструкцій, будь то літак, корабель, міст та ін. «Опір матеріалів» вчить не тільки розраховувати ці конструкції, але і визначати їх надійні розміри.
Засновником науки про опір матеріалів по праву вважається італійський вчений Галілео Галілей (1564 - 1642 рр.), Який першим у своїй книзі «Бесіди і математичні докази, що стосуються двох нових галузей науки» (1638 г.), поставив питання про міцність тіл і першим спробував дати на нього відповідь.
Яким чином тверде тіло здатне чинити опір руйнуванню під дією прикладених до нього навантажень?
Відповідь на це питання, що лежить в основі всього курсу опору матеріалів, вперше дав англійський ученийРоберт Гук (1635 - 1703 рр.): Опір тіла руйнування можливо тільки за рахунок виникнення в немвнутренніхсіл.
При цьому руйнування тіла не відбудеться тільки в тому випадку, якщо ці внутрішні сили сумеютуравновесітьвнешнюю навантаження.
Легко уявити собі як вантаж розтягує, наприклад, мотузку. Але, яким чином мотузка може створити необхідну для протидії вантажу внутрішню силу?
Справа в тому, що під дією зовнішнього навантаження будь-яке реальне тверде тіло змінює свої первинні розміри і форму, або деформіруется.І іменнодеформація (нехай навіть дуже мала) і дозволяє тілу створити внутрішні сили, які протидіють руйнуванню (див. Також питання 10).
Коли ми до кінця мотузки підвішуємо вантаж, мотузка подовжується. Етоудліненіе, в свою чергу, призводить до виникнення всередині мотузки результуючої внутрішньої сили, яка «тягне» камінь вгору, утримуючи його від падіння (дія і протидія, як відомо, рівні за величиною і протилежні за напрямком).
Якщо внутрішня сила, обумовлена подовженням мотузки, не зможе врівноважити вагу вантажу, то мотузка порветься.
Важливо усвідомити, що деформація тіла зовсім не є якимось дефектом (якщо вона, звичайно, не дуже велика з точки зору мети, якої служить конструкція). Навпаки, деформація є тим важливим властивістю конструкції, без якого вона не змогла б протидіяти зовнішньому навантаженні.
Яка деформація називається пружною?
Припустимо, що тіло не зруйнувалося під дією зовнішнього навантаження. Будемо тепер зменшувати навантаження до нуля. При цьому, завдяки внутрішнім силам, буде зменшуватися і деформація тіла. Здатність матеріалу відновлювати початкові розміри і форму після зняття навантаження називаетсяупругостью. Та частина деформації, яка зникає при розвантаженні, називаетсяупругой деформаціей.Тело називаетсяабсолютно пружним, якщо воно повністю відновлює свої розміри і форму після зняття навантаження.
Яка деформація називається пластичною?
Та частина деформації, яка не зникає при розвантаженні, називаетсяпластіческой (або залишкової), а здатність матеріалу зберігати деформацію -пластичність.
Як правило, виникнення пластичних деформацій пов'язано з порушенням нормальної роботи конструкції і тому воно вважається неприпустимим.