НАУКА О ПРОЧНОСТИ

КАК ИЗМЕРИТЬ ВНУТРЕННИЕ СИЛЫ

Нутренние силы — неизменные спутники всякой дефор­мации, вызванной воздействием внешних сил на твёр­дое тело.

Мы уже знаем, что внутренние силы — это силы взаи­модействия между атомами материала. Как измерить эти силы? Неужели придётся вычислять или измерять силы взаимодействия каждого атома с его многочисленными соседями?

Нет. Определить величину внутренних сил нам помо­гут знание основных законов механики и результаты про­стых опытов, часть которых читатель без труда может проделать сам.

Решим одну из простейших задач по определению вну­тренних сил. Подобные задачи часто встречаются в инже­нерной практике. Почти на каждой многоэтажной стройке можно увидеть башенные краны, поднимающие на высоту нескольких этажей контейнеры с кирпичом, балки и плиты перекрытий и другие грузы. Вот на опущенный почти до земли крюк крана надета петля, охватывающая железо­бетонную плиту весом в 2 тонны. Взмах флажка - - и груз, повиснув на стальных канатах, плавно подннмапся вверх. Вес плиты растягивает, деформирует канаты.

Нетрудно измерить внутренние силы и канатах, разре­зав их поперёк и соедмнив отсечённые час III посредством динамометров (рис. 3). Стрелка дпнамомефа укажет величину внутренней силы в место разреза каната. Но разрезать канат не обязательно, мы можем <нраннчнться тем, что рассечём его мысленно. Теперь воспользуемся одним из основных закопои механики, который гласит, что силы, действующие на тело, находящееся п покое или в равномерном поступательном движении, находятся в рав­новесии. Применим этот закон к 1011 части каната, кото­рая лежит ниже сечения.

Плита оттягивает канат с силон 2 тонны. Эта сила уравновешивается внутренними силами в правой и левой ветвях каната. Легко сообразить, что вмутреппгк' гили в правой и левой ветвях каната одинаковы: в пропитом случае канат начал бы скользить в блоке крюка. Следо­вательно, в каждой ветви каната существует внутренняя сила, равная половине веса плиты, т. е. 1000 кг, и направ­ленная вверх.

Используя закон равновесия сил, можно опреде­лить внутренние силы в различных частях машин или

Сооружений, подвергающихся самым разнообразным на­грузкам.

Описанный способ прост, но он не всегда оказывается достаточным. Наука о прочности — сопротивление мате­риалов — даёт в руки инженеров ряд других способов решения, о которых в силу их сложности мы здесь расска­зывать не будем.

' Определив величину внутренних сил, надо ещё устано­вить, не окажутся ли они разрушительными для мате­риала. Без этого нет уверенности в надёжности машины или сооружения.

О