Эксперимент на изгиб

После того как мы обо всем условились в самый общих чертах, можно перейти и к эксперименту. Прикладывая на свободном конце балки силу и постепенно увеличивая ее, легко обнаруживаем, что пружинки начина­ют деформироваться, причем верхняя будет растягиваться, а нижняя сжиматься. Чем больше сила, тем большие деформации будут испытывать пружинки. Как и при растяжении, зависимость линейная. Отсюда можно сделать вывод, что в балке поперечные силы трансформируются в продольные напряжения растяжения-сжатия, которые и вызывают соответствующие удлинения.

В рассматри­ваемой модели посередине балки нет продольных напряжений, вокруг шарнира происходит только поворот се­чения. Это так называемый нейтральный слой балки. Если рассмотреть явление на молекулярном уровне, то оказывается, в силу сплошности материала напряжения; должны изменяться непрерывно.

А теперь обратим внимание на поперечные риски. В процессе искривления балки они останутся практиче­ски прямыми и повернутся на некоторые углы так, что по-прежнему будут перпендикулярны оси балки.

Это дает возможность ввести так называемую гипотезу плоских сечений, т. е. образование деформаций рассматривать как результат поворота плоских поперечных сечений друг относительно друга. Следовательно, деформации и соответствующие им силы межатомного взаимо­действуя, определяемые как напряжения, не остаются постоянными по поперечному сечению, а изменяются по линейному закону. Причем меняется и сам характер межатомных связей.

Часть связей оказывается растянутой, а другая — сжатой. Это и приводит к заключению» что одни продольные волокна удлиняются, а противоположные им по высоте сечения укорачиваются. Неравно­мерно распределенные напряжения создают реактивный момент сопротивления внутренних сил межатомного взаимодействия внешнему изгибающему моменту.

Вне поля зрения осталась поперечная сила Q, кото­рая в рассматриваемой модели воспринимается шарни­ром. В реальной балке она стремится перерезать ее, сдвинуть одно сечение относительно другого.

Этот фак­тор в нашем изложении главенствующего значения в процессе изгиба не имеет, и поэтому не будем на нем больше останавливаться.