Такие же трудности, какие встретились при исследовании капиллярности, диффузии и т. д., представило также исследование упругости твердых тел, впервые в этот период более широко поставленное на экспериментальную почву. Прежние работы Гука, равно как и довольно обстоятельные исследования с'Гравезанда, имели своею целью больше изучение относительных законов упругих действий, чем измерение абсолютных величин последних. Действительную основу для таких измерений создал Т. Юнг, определивший в 13-й лекции своих «Lectures on natural philosophy» (London 1807) коэффициент упругости как вес, который в состоянии удлинить стержень с поперечным сечением, равным единице, на его собственную длину. Новые экспериментальные исследования были вызваны к жизни все более настоятельными требованиями техники, затем упомянутыми уже ранее теоретическими исследованиями знаменитых математиков Пуассона и Коши, а также все возраставшим интересом физиков к действию молекулярных сил. Тщательные, точные измерения упругости железа были опубликованы Лагергьельмом еще в 1827 г. Он определял коэффициент упругости сначала непосредственно, а затем вычислил его на основании тонов продольных колебаний рассматриваемых железных стержней. Полученные им результаты оказались согласными с теоретическими выводами Пуассона в том отношении, что поперечное сжатие при растяжении проволок и стержней не вполне компенсирует их удлинения и что железо при растяжении испытывает увеличение объема, вследствие чего удельный вес его с 7,821 снижается до 7,777. Но относительно наиболее полные измерения упругости предпринял Вертгейм в промежуток времени от 1844 до 1860 г. В 1844 г. он дал в трех статьях для различных металлов и металлических сплавов следующие таблицы: а) коэффициентов упругости, полученных как путем прямой нагрузки, так и из наблюдения продольных и поперечных колебаний; б) пределов упругости, т. е. весов, которые в стержне 1 мм2 поперечного сечения вызывают стойкое неисчезающее уже удлинение на 0,00005 его длины; в) максимальных стойких удлинений перед разрывом; г) весов, которые вызывают разрыв при медленной или быстрой нагрузке, и, наконец, д) скоростей звука, вычисленных из тонов продольных колебаний. В качестве общих выводов из своих исследований он, между прочим, нашел, что коэффициенты упругости изменяются под влиянием тех же обстоятельств, что и плотности; что из наблюдений тонов продольных и поперечных колебаний для этих коэффициентов получаются одни и те же величины, однако несколько большие, чем из наблюдения непосредственных удлинений; что даже самая ничтожная нагрузка вызывает стойкое, неисчезающее удлинение и что максимальное удлинение, равно как и крепости тела, бывают больше при медленной нагрузке, чем при быстрой. За этими исследованиями в 1846 г. последовали измерения упругости и крепости различных видов дерева, а в 1847 г. различных сортов стекла, которые Вертгейм произвел совместно с Шевандье. Согласно последней работе плотность одних и тех же сортов бывает одинакова, вылито ли стекло или выдуто, но в медленно охлажденном стекле она на 0,0045 больше, чем в быстро охлажденном, откуда следует, что в быстро охлажденных стеклах внутренние слои должны находиться в состоянии очень сильного растяжения. Коэффициент упругости стекла растет с его плотностью, причем коэффициент, вычисленный с помощью звуковых тонов, больше, чем полученный путем непосредственного наблюдения. В том же году Вертгейм опубликовал свои исследования над упругостью главнейших тканей человеческого тела, а в следующем — упомянутые уже ранее опыты над отношением продольного удлинения к поперечному сжатию. Непостоянство этого отношения было позднее установлено Кирхгофом, Коозеном, Окатовым и др. В 1854 г. Вертгейм представил различные положения о соотношении между упругостью минералов и их химическим составом, приведшие, однако, к малонадежным результатам. В 1857 г. он вновь очень обстоятельно исследовал упругость при кручении, определяя зависимость угла кручения непосредственно, а не косвенно, путем наблюдения скорости колебаний, вызываемых кручением, как это раньше сделал Кулон. Последние работы Вертгейма касаются объемной сжимаемости твердых тел и упругости при сгибании. Но особенно обстоятельно исследовал последнюю в ряде работ Сен-Венан, опубликовавший также солидные работы по упругости кручения. Теоретически и систематически, а также настолько полно, насколько это было возможно в то время, проблемы упругости были разработаны Ламе в его «Lecons sur la théorie de l'élasticité, Paris 1852 r. («Лекции по теории упругости»), Клебшем в «Theorie der Elasticität fester Körper», Leipzig 1862 г. («Теория упругости твердых тел») и Беером в «Einleitung in die matematische Theorie der Elasticität», Leipzig 1869 г. («Введение в математическую теорию упругости»).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «УПРУГОСТЬ ТВЕРДЫХ ТЕЛ. РАБОТЫ ВЕРТГЕЙМА» з дисципліни «Історія фізики»
