Пружна деформація
На відміну від газів і рідин, відмітною властивістю механічних твердих тіл є їхня здатність пружно деформуватися. Під пружною деформацією розуміється здатність тіла змінювати свою форму під впливом зовнішніх сил, але потім знову відновлювати первісну форму, коли дія цих сил припиняється.
Пружна деформація описується законом Гука. Механічне властивість твердих тіл – пружність в узагальненому законі Гука має вигляд: σij = Σk,lCijklεkl, де σij – тензор напружень другого порядку, Cijkl – пружні постійні для даного речовини, εkl – тензор відносної деформації. Для лінійного та ізотропного випадку, наприклад, пружне розтягнення металевого стрижня, закон Гука набуде вигляд: σ = Eε, де E – модуль Юнга для даного матеріалу.
Закон Гука для пружини
Однією з простих формул механічних властивостей твердих тіл є закон Гука для пружини, який можна записати так: F = – kx, де F – зовнішня сила, що розтягує або стискає пружину, x – абсолютна величина стиснення або розтягування пружини від її положення рівноваги у відсутності дії зовнішньої сили, k – пружна стала, яка залежить від матеріалу, з якого виготовлена пружина, а також від її довжини.
Згідно із законом Гука, можна визначити енергію, яку запасає пружина, при зміні її довжини на величину x, ця енергія визначається за формулою: E = ½kx2.
