УДАР


УДАР
УДАР

       
твёрдых тел, совокупность явлений, возникающих при столкновении движущихся твёрдых тел, а также при нек-рых видах взаимодействия твёрдого тела с жидкостью или газом (У. струи о тело, У. тела с поверхностью жидкости, гидравлический удар, действие взрывной или ударной волны на твёрдое тело и др.). Промежуток времени, в течение к-рого длится У., обычно очень мал (на практике =10-4—10-5 с), а развивающиеся на площадках контакта соударяющихся тел силы (т. н. ударные или мгновенные) очень велики. За время У. они изменяются в широких пределах и достигают значений, при к-рых средние величины давления (напряжений) на площадках контакта имеют порядок 104 и даже 105 атм. Действие ударных сил приводит к значит. изменению за время У. скоростей точек тела. Следствиями У. могут быть также остаточные деформации, звуковые колебания, нагревание тел, изменение механич. свойств их материалов (в частности, их упрочнение), полиморфные и хим. превращения и др., а при скоростях соударения, превышающих критические,— разрушение тел в месте У. Критич. скорости для металлов имеют порядок 15 м/с (медь) — 150 м/с и более (высококачеств. стали).
Изменение скоростей точек тела за время У. определяется методами общей теории У., где в качестве меры механич. взаимодействия тел при У. вместо самой ударной силы Р вводится её импульс за время У. т, т. е.
Величина S =?t0Pdt=Pcpt наз. ударным импульсом. Одновременно, ввиду малости т, импульсами всех неударных сил, таких, напр., как сила тяжести, а также перемещениями точек тела за время У. пренебрегают. Осн. ур-ния общей теории У. вытекают из теорем об изменении количества движения и кинетич. момента системы при У. С помощью этих теорем, зная приложенный ударный импульс и скорости в начале У., определяют скорости в конце У., а если тело является несвободным, то и импульсивные реакции связей.
Процесс соударения двух тел можно разделить на две фазы. 1-я фаза начинается с момента соприкосновения точек А к В тел (рис.), имеющих в этот момент скорость сближения vAn-vBn, где vAn и vBn— проекции скоростейvA и vB на общую нормаль n к поверхности тел в точках А и В, наз. линией удара. К концу 1-й фазы сближение тел прекращается, а часть их кинетич. энергии переходит в потенц. энергию деформации.
УДАР1
Схема удара двух тел.
Во 2-й фазе происходит обратный переход потенц. энергии упругой деформации в кинетич. энергию тел; при этом тела начинают расходиться и к концу 2-й фазы точки А и В будут иметь скорость расхождения VAn-VBn. Для совершенно упругих тел механич. энергия к концу У. восстановилась бы полностью и было бы |VAn-VBn|=|vAn-vBn|; наоборот, У. совершенно неупругих тел закончился бы на 1-й фазе (VAn-VBn=0). При У. реальных тел механич. энергия к концу У. восстанавливается лишь частично вследствие потерь на образование остаточных деформаций, нагревание тел и др.:
|VAn-VBn|<|vAn-vBn|.
Для учёта этих потерь вводится т. н. коэфф. восстановления k, к-рый счи тается зависящим только от физ. свойств материалов тел:
k=|VAn-VBn|/|vAn-vBn|=- (VAn-VBn)/(vAn-vBn).
В случае У. по неподвижному телу VBn=vBn=0 и k=-VAn/vAn. Значение k определяется экспериментально, напр. измерением высоты h, на к-рую отскакивает шарик, свободно падающий на горизонт. плиту из того же материала, что и шарик, с высоты H; в этом случае k=O(h/H). По данным опытов, при соударении тел из дерева k»0,5, из стали — 0,55, из слоновой кости — 0,89, из стекла — 0,94. В предельных случаях при совершенно упругом У. k=1, a при совершенно не упругом k=0. Зная скорости в начале У. и коэфф. k, можно найти скорости в конце У. и действующий в точках соударения ударный импульс S.
Если центры масс тел С1 и С2 лежат на линии У., то У. наз. центральным (У. шаров); в противном случае -- нецентральным. Если скорости v1 и v2 центров масс в начале У. направлены параллельно линии У., то У. наз. прямым; в противном случае — косым. При прямом центральном У. двух гладких тел (шаров) 1 и 2
УДАР2
где DT — потерянная за время У. кинетич. энергия системы, М1 и М2 — массы шаров. В частном случае при k=1 и М1=М2 получается V1=v2 и V2=v1, т. е. шары одинаковой массы при совершенно упругом У. обмениваются скоростями; при этом DT=0.
Для определения времени У., ударных сил и вызванных ими в телах напряжений и деформаций необходимо учесть механич. свойства материалов тел и изменения этих свойств за время У., а также характер начальных и граничных условий. Решение проблемы существенно усложняется не только из-за трудностей чисто матем. характера, но и ввиду отсутствия достаточных данных о параметрах, определяющих поведение материалов тел при ударных нагрузках, что заставляет делать при расчётах ряд существенных упрощающих предположений. Наиболее разработана теория У. совершенно упругих тел, в к-рой предполагается, что тела за время У. подчиняются законам упругого деформирования (см. УПРУГОСТИ ТЕОРИЯ) и в них не появляется остаточных деформаций. Деформация, возникшая в месте контакта, распространяется в таком теле в виде упругих волн со скоростью, зависящей от физ. свойств материала. Если время прохождения этих волн через всё тело много меньше времени У., то влиянием упругих колебаний можно пренебречь и считать характер контактных взаимодействий при У. таким же, как в статич. состоянии. На таких допущениях основывается контактная теория удара Г. Герца. Если же время прохождения упругих волн через тело сравнимо со временем У., то для расчётов пользуются волновой теорией У.
Изучение У. не вполне упругих тел — задача значительно более сложная, требующая учёта как упругих, так и пластич. свойств материалов. При решении этой задачи и связанных с ней проблем определения механич. свойств материалов тел при У., изучения изменений их структуры и процессов разрушения широко опираются. на анализ и обобщение результатов многочисл. эксперимент. исследований. Экспериментально исследуются также специфич. особенности У. тел при больших скоростях (= сотен м/с) и при воздействии взрыва, к-рый в случае непосредств. контакта заряда с телом можно считать эквивалентным соударению со скоростью до 1000 м/с.
Кроме У. твёрдых тел, в физике изучают столкновения молекул, атомов и элементарных ч-ц (см. СТОЛКНОВЕНИЯ АТОМНЫЕ).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

УДАР

т в ё р д ы х т е л-совокупность явлений, возникающих при столкновении движущихся твёрдых тел, а также при нек-рых видах взаимодействия твёрдого тела с жидкостью или газом (У. струи о тело, У. тела о поверхность жидкости, гидравлич. У., действие взрывной или ударной волны на твёрдое тело и др.) Промежуток времени, в течение к-рого длится У., обычно очень мал (на практике ~10-10-5 с), а развивающиеся на площадях контакта соударяющихся тел силы (т. н. ударные, или мгновенные) очень велики. За время У. они изменяются в широких пределах и достигают значений, при к-рых ср. величины давления (напряжений) на площадках контакта имеют порядок 104 и даже 105 атм. Действие ударных сил приводит к значит изменению за время У. скоростей точек тела. Следствиями У. могут быть также остаточные деформации, звуковые колебания, нагревание тел, изменение меха-нич. свойств их материалов (в частности, их упрочение), полиморфные и хим. превращения и др., а при скоростях соударения, превышающих критические,- разрушение тел в месте У. Критич. скорости для металлов имеют порядок 15 м/с (медь)-150 м/с и более (высококачеств. стали).

Изменение скоростей точек тела за время У. определяется методами общей теории У., где в качестве меры меха-нич. взаимодействия тел при У. вместо самой ударной силы P вводится её импульс за время У., т. е. величина

5039-13.jpg

наз. у д а рн ы м и м п у л ь с о м. Одновременно, ввиду малости т, импульсами всех неударных сил, таких, напр., как сила тяжести, а также перемещениями точек тела за время У. пренебрегают. Осн. ур-ния общей теории У. вытекают из теорем об изменении кол-ва движения и кинетич. момента системы при У. С помощью этих теорем, зная приложенный ударный импульс и скорости в начале У., определяют скорости в конце У., а если тело является несвободным, то и импульсные реакции связей.

Процесс соударения двух тел можно разделить на две фазы. 1-я фаза начинается с момента соприкосновения точек А и В тел (рис.), имеющих в этот момент скорость сближения 5039-14.jpg где 5039-15.jpg и 5039-16.jpg -проекции скоростей 5039-17.jpg и 5039-18.jpg на общую нормаль n к поверхностям тел в точках A и B, наз. линией удара. К концу 1-й фазы сближение тел прекращается, а часть их кинетич. энергии переходит в потенц. энергию деформации. Во 2-й фазе происходит обратный переход потенц. энергии упругой деформации в кинетич. энергию тел, при этом тела начинают расходиться и к концу 2-й фазы точки

5039-19.jpg

А и В будут иметь скорость расхождения VAn-VBn. Для совершенно упругих тел механич. энергия к концу У. восстановилась бы полностью и было бы 5039-20.jpg5039-21.jpg наоборот, У. совершенно неупругих тел закончился бы на 1-й фазе (V Ап- VBn =0). При У. реальных тел механич. энергия к концу У. восстанавливается лишь частично вследствие потерь на образование остаточных деформаций, нагревание тел и др. Для учёта этих потерь вводится т. н. коэф. восстановления k, к-рый считается зависящим только от физ. свойств материалов тел:

5039-22.jpg

В случае У. по неподвижному телу 5039-23.jpg и 5039-24.jpg Значение k определяется экспериментально, напр. измерением высоты h, на к-рую отскакивает шарик, свободно падающий на горизонтальную плиту из того же материала, что и шарик, с высоты H; в этом случае 5039-25.jpg По данным опытов, при соударении тел из дерева 5039-26.jpg из стали - 0,55, из слоновой кости - 0,89, из стекла-0,94. В предельных случаях при совершенно упругом У. k:=1, а при совершенно неупругом - k =0. Зная скорости в начале У. и коэф. k, можно найти скорости в конце У. и действующий в точках соударения ударный импульс S.

Если центры масс тел C1 и C2 лежат на линии У., то У. наз. ц е н т р а л ь н ы м(У. шаров); в противном случае - н е ц е н т р а л ь н ы м. Если скорости u1 и u2 центров масс в начале У. направлены параллельно линии У., то У. наз. п р я м ы м; в противном случае-к о с ы м. При прямом центральном У. двух гладких тел (шаров) 1 и 2

5039-27.jpg

где 5039-28.jpg -потерянная за время У. кинетич. энергия системы; M1 и M2 - массы шаров. В частном случае при k=M1=M2 получается V1 =u2 и V2 = u1, т. <е. шары одинаковой массы при совершенно упругом У. обмениваются скоростями; при этом 5039-29.jpg.

Для определения времени У., ударных сил и вызванных ими в телах напряжений и деформаций необходимо учесть механич. свойства материалов тел и изменения этих свойств за время У., а также характер начальных и граничных условий. Решение проблемы существенно усложняется не только из-за трудностей чисто матем. характера, но и ввиду отсутствия достаточных данных о параметрах, определяющих поведение материалов тел при ударных нагрузках, что заставляет делать при расчётах ряд существенных упрощающих предположений. Наиб. разработана теория У. совершенно упругих тел, в к-рой предполагается, что тела за время У. подчиняются законам упругого деформирования (см. Упругости теория )и в них не появляется остаточных деформаций. Деформация, возникшая в месте контакта, распространяется в таком теле в виде упругих волн со скоростью, зависящей от физ. свойств материала. Если время прохождения этих волн через всё тело много меньше времени У., то влиянием упругих колебаний можно пренебречь и считать характер контактных взаимодействий при У. таким же, как в статич. состоянии. На таких допущениях основывается контактная теория удара Г. Герца (G. Hertz). Если же время прохождения упругих волн через тело сравнимо со временем У., то для расчётов пользуются волновой теорией У.

Изучение У. не вполне упругих тел - задача значительно более сложная, требующая учёта как упругих, так и пла-стич. свойств материалов. При решении этой задачи и связанных с ней проблем определения механич. свойств материалов тел при У., изучения изменений их структуры и процессов разрушения широко опираются на анализ и обобщение результатов многочисленных эксперим. исследований. Экспериментально исследуются также специ-фич. особенности У. тел при больших скоростях (~ сотен м/с) и при воздействии взрыва, к-рый в случае непосредств. контакта заряда с телом можно считать эквивалентным соударению со скоростью до 1000 м/с.

Кроме У. твёрдых тел в физике изучают столкновения молекул, атомов и элементарных частиц (см. Столкновения атомные).

Лит.: Давиденков H. H., Динамические испытания металлов, 2 изд., Л.- M., 1936; Динник A. H., Избр. труды, т. 1-Удар и сжатие упругих тел, К., 1952; Pайнxарт Дж., Пирсон Дж., Поведение металлов при импульсных нагрузках, пер. с англ., M., 1958; Ильюшин А. А., Ленский В. С., Сопротивление материалов, M., 1959, гл. 6; Кильчевский H. А., Теория соударений твердых тел, К., 1969. С. M. Тарг.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Синонимы:
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,


Смотреть что такое "УДАР" в других словарях:

  • УДАР — удара, м. 1. Резкий, сильный толчок, резкое, сильное столкновение чего н. (движущегося с движущимся или движущегося с неподвижным). «Удар так ловок был, что череп врозь раздался.» Крылов. «Удар наш меток и тяжел.» Языков. «Славили герольды мой… …   Толковый словарь Ушакова

  • удар — Толчок, заушение, заушина, затрещина, зуботычина, оплеуха, пинок, подзатыльник, пощечина, тумак, шлепок, щелчок; мордобитие. Оскорбление действием. Последним горлопанам... досталось вдоволь и взрыльников и подзатыльников . Мельников. См.… …   Словарь синонимов

  • УДАР — Устройство Дозированного Аэрозольного Распыления. Является гуманным средством самозащиты; является гражданским оружием. Его применение должно осуществляться в соответствии со ст. 24 Закона Об оружии . Принцип действия Принцип действия устройства… …   Википедия

  • УДАР — твердых тел совокупность явлений, возникающих при столкновении движущихся твердых тел, а также при некоторых видах взаимодействия твердого тела с жидкостью или газом (удар струи о тело, удар тела о поверхность жидкости, гидравлический удар,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Удар — Удар. Упругое столкновение твёрдых тел. m1, m2 массы тел, P1, P2 импульсы, F силы в момент удара. УДАР, совокупность явлений, возникающих при столкновении движущихся твердых тел, а также при некоторых видах взаимодействия твердого тела с… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • УДАР — УДАР, совокупность явлений, возникающих при столкновении движущихся твердых тел, а также при некоторых видах взаимодействия твердого тела с жидкостью или газом (удар струи о тело, удар тела о поверхность жидкости, действие взрыва или ударной… …   Современная энциклопедия

  • УДАР — УДАР, а, муж. 1. Короткое и сильное движение, непосредственно направленное на кого что н., резкий толчок. Нанести у. У. прикладом, кулаком. Свалить ударом. У. электрического тока (перен.). У. ниже пояса (запрещённый приём в борьбе; также перен.:… …   Толковый словарь Ожегова

  • УДАР — устройство дозированного аэрозольного распыления Словарь: Словарь сокращений и аббревиатур армии и спецслужб. Сост. А. А. Щелоков. М.: ООО «Издательство АСТ», ЗАО «Издательский дом Гелеос», 2003. 318 с. УДАР Украинский демократический альянс за… …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • удар. — удар. уд. ударение лингв. удар. Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с …   Словарь сокращений и аббревиатур

  • Удар — – совокупность явлений, происходящих при внезапной встрече двух движущихся в одном или в разных направлениях тел или одного движущегося и другого покоящегося тела. [Словарь основных терминов, необходимых при проектировании, строительстве и… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Книги

  • Удар молнии, Эд Макбейн. Романы мастера детективного жанра Эда Макбейна «Удар молнии» и «Белая леди» впервые публикуются в нашей стране. Действие этих захватывающих детективов разворачивается в самых неожиданных… Подробнее  Купить за 400 руб
  • Удар кобры, Тимоти Зан. Далекая планета Квасама. Странный симбиоз потомков людей, в далекие времена потерпевших аварию на планете, и крылатых существ моджоев грозит новой опасностью для Доминиона Человека. Кто,… Подробнее  Купить за 320 руб
  • Удар новичка. Реквием убийце, Д. Х. Чейз. В издание вошли детективные романы Д. Х. Чейза: "Удар новичка" и "Реквием убийце"… Подробнее  Купить за 70 руб
Другие книги по запросу «УДАР» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.