Elastičnost in Hookejev zakon, kaj je to?

Ste že kdaj igrali plastelin ali vosek? Plastilin je trden predmet. Ko pritisnete ali prisilite plastelin, se bo ta spremenil. Drugače pa je, ko igraš gumijasto žogo. Tudi če ga pritisnete, se bo vrnil v prvotno velikost. Podobno kot vzmet povlečete ali pritisnete, ki se bo vrnila v prvotno obliko. To je zato, ker imajo gumijaste kroglice in vzmeti elastičnost.

Elastičnost je sposobnost materiala, da se vrne v prvotno obliko in velikost, ko se odstrani zunanja sila ali sila deformacije, ki je nanj uporabljena. To je posledica močnih medmolekularnih privlačnih sil na material. Celotna medmolekularna sila proti tej deformaciji se imenuje obnovitvena sila.

(Preberite tudi: Spoznajte 5 osnovnih zakonov kemije, kaj je tam?)

Glede na stopnjo elastičnosti trdne predmete delimo na dva, in sicer na elastične predmete in predmete iz plastike. Elastični predmeti se lahko po odstranitvi uporabljene sile vrnejo v prvotno obliko ali velikost. Nasprotno pa so predmeti iz plastike tisti, ki se po odstranitvi uporabljene sile ne morejo vrniti v prvotno obliko in velikost.

Stres in napetost

Elastičnost je povezana s stresom in obremenitvami.

Stres ( napetost ) je količina, ki navaja velikost sile, ki deluje na predmet, na enoto površine prečnega prereza predmeta, na katerega deluje ta sila. Matematično lahko napetost formuliramo na naslednji način.

τ = Napetost (N / m2)

F = slog (N)

A = površina preseka (m2)

Medtem je deformacija ( sev ) količina, ki navaja razmerje med povečanjem dolžine in začetno dolžino predmeta. Matematično lahko sev oblikujemo na naslednji način.

ε = sev

ΔL = povečanje dolžine (m)

L = dolžina (m)

Hookov zakon

Glede elastičnosti obstaja Hookejev zakon, ki pravi, da "če sila, ki deluje na vzmet, ne preseže njene meje elastičnosti, bo povečanje dolžine vzmeti neposredno sorazmerno z uporabljeno silo". Hookeov zakon lahko oblikujemo na naslednji način.

F = uporabljena sila (N)

k = vzmetna konstanta (N / m)

Δx = povečanje dolžine vzmeti (m)