13
Маленькие заметки
Е. Забабахин
Маленькие заметки
Этот простой, но острумный прибор для получения огромных давления был изобретен американским физиком Перси Уильямсом Бриджемом (1882—1961).
Если два конуса свести вершинами (рис. 1, а) и скать вдоль оси, то образуется контактная площадка (рис. 1, б). Возникающее направление σ максимального в середине этой площадки, а на краях равно нулю (рис. 1, θ). При усилении скатания площадка увеличивается, но максимальное направление σм остается тем же (пунктирные линии на рисунках 1, θ и θ).
Вблизи вершины этого устройства, называемого наковальней Бриджема, материал скат не только по вертикали, но и с боков, то есть скатие его близко к всестороннему (подобно скатию, вызванному гидроостатическим давлением). При этом допустимое направление много больше обычного предела прочности. (Страго всестороннее скатие не разрушает материал вообше.) К тому же, с ростом давления прочность увеличивается, так как затрудняет взаимное скольжение слоев материала (как при трении).
Максимальное направление σм зависит от угла конуса: для больших углов α оно мало, но с заостренемом конуса растет. При некотором критическом угле σкр достигаются условия разрушения, и конусы ломаются. Условие прочности такой
14
Практические наковальные делаются очень прочными, например алмазными, на которых сеяас получают давления порядка миллиона атмосфер. С помощью таких наковален исследуются свойства различных веществ при высоких давлениях (для этого вершины концов слегка приупляют и испытуемый образец помещают между ними).
Ни упругость,
ни пластинность…
Хорошо известны такие свойства твердых тел, как упругость и пластичность. Есть твердые тела, не обладающие этим свойствами; они похожи на очень важные жидкие например на вязкий вар, текущие, хотя и медленно, при любой малой нагрузке. Но теперь инженеры знают пластиссы, поведение которых не связается ни к одному из этих случаем. Это очень ярко видно на примере наблюдания за бутилметакрилатом (БМА).
Если пластинку из него согласить вводе, то сила, с которой ее надо удерживать, через несколько секунд значительно уменьшается (плasticка «привыкает» к новой форме), то есть обычной упругости здесь нет. Однако это и не пластичность, так как塑性 отпустить, то она медленно, но полностью распрямляется. Если же ей помочь распрямиться и отпустить, то она снова несколько сгибается
Рис. 1.
Рис. 2.
и лишь потом медленно сама выпрямляется. Это похоже на поведение чего-то живого, не желающего выполнять навязанные ему движения.
Проиллюстрируем сказано присуком 1, на котором показана последовательность соответствующих нагрузок (σ) и деформаций (ε) БМА. До t=0 долго поддерживает напряжение +σ₁, затем к нему добавляем —2σ₁ и ждем момент t₁, когда деформация ε обратится в нуль. Здесь нагрузку снимаем, то есть добавляем +σ₁. Казалось бы, после этого деформация должна монотно убивать до нуля. Но мы помним, что это не так (согнутая塑性 «сопротивления» помощи при разгибании), то есть в действительности процесс соответствует сплошной кривой AB с максимумом, а не пунктирной линии.
Своеобразно поведение этого материалов при периодическом нагрузке. Если колбания очень быстро, то он ведет себя как материал упругий и весма жесткий (линия AA на рисунке 2). Если они очень медленны, то материал тоже похож на упругий, но гораздо более мягкий (линия BB). Наконец, для промежуточных частот деформация «отстает» от напряжения, процесс соответствует замкнутой кривой, площадь которого есть потеря энергии на тепло за один период колбаний. В этом случае совмещаются свойства упругости и вязкости, то есть материал работает одновременно как рессора и как амортизатор.
15
Описание свойство может быть как полезным, так и вредным: например, деталь, отштампованная из БМА, может «вспомнить» исходную форму и сильно покоробиться.
Появление материалов нового класса, безусловно, интересно и в научном, и в практическом отношении. Изучением их занимается специалиста отрасль науки — геология.
Страницы koleбания
Не приходилось ли вам когда-нибудь наблюдать такую картину: таз со слегка выпуклым дом устойчиво стоит на столе, а на горячее плите он почему-то начинает раскачиваться, и колебания эти не затухают довольно долгое время? (Хозяйкам известно, что некоторые касроли тоже способны «плясать» на плите.) Как это можно обьяснить?
Устойчивость таза на столе вполне понятна — его центр тяжести С находится ниже центра кривизны дня O (рис. 1). Причина необычного поведения таза на горячее плите — в том, что в месте контакта с плитой до сильно разогревается и выпучивает внимание, в результате чего местный центр кривизны O’ оказывается ниже центра тяжести С (рис. 2), и равновесие становится неустойчивым. Этому способствует и то, что проревдна по толщине herabномерен: нижняя сторона его горячее, она расширяется больше, и выпukлость направлена именно вниз. На рисунке 2, где показан контакт с плитой, более горячея сторона дана таза зачеренна. Эффект еще усиливается, если в таз налита холодная вода — это увеличивает разность температур и коробление дня. Качнувшись в сторону, таз на мгновение останавливается, контакт и выпukлость образуют в новом месте, он качественно и т. д.
Холодный шар на горячее плите тоже будет неустойчив, но он становится не колебаться, а катиться в одном случае, он качественно и т. д.
Если же таз горячей, а плита холодная, то эффект будет обратным — случанные колебания таза очень быстро затухут, а качающий шар — остановится.
Тупость и геней
(Начало см. на с. 7)
Но история пятого поступата и неевклидовой геометрии показывает также, с каким трудом люди, даже деревко мыслящие, доходят до истин, которые, когда они уже открыты, оказываются простыми. Эта история показывает, насолько неповороливой былает мысль самых выдающихся ученых. Поэтому с деревостью мыслящие они соединиют скромность в оценке своих достижений. Так, Дарвин сказал о себе в авторографии: «Достойно удивления, что человек таких ограниченных способностей, как я, смог оказать неокторое влияние на мнення людей в науке».
Дерзость в достижениях и скромность в их оценке, глубокое понимание того, что достигнутое — только капля в окане неодтигнутого и непозначенного, этому, вместе с законами и теориими, тоже можно учится у великих ученых, у истории науки.