Was ist Dehnungsenergie?
Dehnungsenergie ist eine Form von potentieller Energie, die durch Verformen eines Festkörpers erzeugt wird. Wenn ein fester Gegenstand verformt wird, wird die Energie gespeichert, die zum Verformen des Gegenstands verwendet wird. Diese Energie wird freigesetzt, wenn der deformierte Gegenstand in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Diese gespeicherte Energie wird als Dehnungsenergie bezeichnet, um die Wirkung der Energie auf den Festkörper zu beschreiben. Dehnungsenergie ist Teil einer größeren Energieklasse, die als potentielle Energie bezeichnet wird. Diese Gruppe besteht aus gespeicherter Energie, die darauf wartet, in Gebrauch genommen zu werden.
Wenn ein Gegenstand angespannt ist, wird er gezwungen, etwas zu tun, was er nicht tun soll. Bei der Verformungsenergie wird die Verformung dadurch verursacht, dass der Gegenstand gezwungen wird, eine andere Form oder Position als die gewünschte zu halten. Dies kann so einfach sein wie das Biegen eines Astes oder so komplex wie die Verformung, die in den Systemen eines landenden Kampfflugzeugs auftritt.
Die Verformungsenergie in einem Objekt ist im Allgemeinen gleich der Energiemenge, die auf das Objekt angewendet wird, das die Verformung verursacht hat. Dies bedeutet im Grunde, dass ein fester Gegenstand die an ihn angelegten Energien aufnimmt und speichert. Wenn die Energie freigesetzt wird, entspricht sie im Allgemeinen der gehaltenen Menge. Infolgedessen kann ein Objekt mit Energie beaufschlagt werden, diese dann halten, bis sie benötigt wird, und schließlich die gesamte Energiemenge ohne Verlust wieder in das System abgeben.
Ein Verlust tritt nur dann auf, wenn sich die Verformungsenergie dem plastischen Verformungspunkt des Festkörpers nähert oder diesen passiert. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich der Feststoff permanent in eine andere Form. Die im Objekt gespeicherte Energie wird verwendet, um die Änderung zu katalysieren. Diese Verformung lässt die Verformungsenergie langsam ab, bis alles in die Umwandlung oder in Wärme übergegangen ist. Wenn das Objekt vor Abschluss der Verformung freigegeben wird, wird eine geringere Menge der Verformungsenergie wie gewohnt freigesetzt.
Das beste einfache Beispiel für Dehnungsenergie ist eine einfache Feder. Wenn eine Person die Feder nach unten drückt, übt sie eine Kraft auf die feste Feder aus. Diese Energie geht von der Person in das Objekt. Solange die Feder niedergehalten wird, sitzt diese ganze Energie nur im Objekt. Wenn die Feder freigegeben wird, wandelt sich die Energie von potentieller Dehnungsenergie in kinetische Energie um. Wenn die Feder so lange gedrückt gehalten würde, dass sich ihre Form ändert, würde ein Teil oder die gesamte Energie durch Verformung verloren gehen.