Сдвиг (в физике)

Сдвигом в физике называют один из видов деформации твёрдого тела. По изменению формы тела деформации делят на следующие виды:

• растяжение-сжатие;
• сдвиг;
• изгиб;
• кручение.

В инженерной дисциплине — сопротивлении материалов — сдвиг определяют как продольную деформацию бруса, возникающую в случае, когда внешняя сила ${\displaystyle F}$, прикладываемая к брусу, направлена по касательной к его поверхности при жёстко закреплённой нижней грани, как показано на рисунке для элементарного параллелепипеда, на которые разбивается твёрдое тело для математического описания деформации сдвига. Видно, что задняя боковая грань смещается параллельно передней грани бруса, площади граней ${\displaystyle S}$ остаются неизменными, как и объём бруса.

В физике деформацию сдвига рассматривают с точки зрения смещения параллельных слоёв при неизменном расстоянии между ними. Твёрдое тело разбиваются на элементарные параллелепипеды, угол наклона граней ${\displaystyle \Theta }$ которых увеличивается при возникновении деформации сдвига при воздействии внешней силы ${\displaystyle F}$. Согласно закону Гука для деформации сдвига справедливо соотношение:

${\displaystyle \tau =G\Theta ,}$ (1)

где ${\displaystyle \tau }$ — касательное напряжение, ${\displaystyle \Theta }$ — угол сдвига, ${\displaystyle G}$ — модуль сдвига, в случае деформации сдвига определяемый по формуле: ${\displaystyle G={\frac {E}{2(1+\mu )}}}$.

Относительная деформация сдвига определяется по формуле:

${\displaystyle \operatorname {tg} \Theta ={\frac {\Delta x}{l}},}$ (2)

где ${\displaystyle \Delta x}$ — абсолютный сдвиг параллельных слоёв тела относительно друг друга, ${\displaystyle l}$ — расстояние между слоями (для малых углов можно принять ${\displaystyle \operatorname {tg} \Theta \thickapprox \Theta }$).

Деформация сдвига может быть как упругой, так и неупругой.