Пусть Н1 - исходная высота вертикального столба воды, Н2 - исходная высота вертикального столба масла. Тогда уравнение равенства давлений:
p1gH1 = p2gH2 (1)
После долива масла в воду, вертикальный столб воды уменьшится на dH, а вертикальный столб масла увеличится на dH (дельтаН). Уравнение равенства давлений:
p2gh + p12g(H1-dH) = p2g(H2+dH) (2)
Из системы уравнений (1) и (2) найдем dH:
dH = (p2h)/(p1+p2)
В горизонталной трубке смещение dx будет в k раз больше:
В сопротивлении материалов принято рассчитывать деформации в относительных единицах:
Между продольной и поперечной деформациями существует зависимость
где μ— коэффициент поперечной деформации, или коэффициент Пуассона, —характеристика пластичности материала.
Закон Гука
В пределах упругих деформаций деформации прямо пропорциональны нагрузке:
где F — действующая нагрузка; к — коэффициент. В современной форме:
Получим зависимость
где Е — модуль упругости, характеризует жесткость материала.
В пределах упругости нормальные напряжения пропорциональны относительному удлинению.
Значение Е для сталей в пределах (2 – 2,1) • 105МПа. При прочих равных условиях, чем жестче материал, тем меньше он деформируется:
Формулы для расчета перемещений поперечных сечений бруса при растяжении и сжатии
Используем известные формулы.
Относительное удлинение
В результате получим зависимость между нагрузкой, размерами бруса и возникающей деформацией:
где
Δl — абсолютное удлинение, мм;
σ — нормальное напряжение, МПа;
l — начальная длина, мм;
Е — модуль упругости материала, МПа;
N — продольная сила, Н;
А — площадь поперечного сечения, мм2;
Произведение АЕ называют жесткостью сечения
