Cos'è un corpo elastico?
L'elasticità è la capacità di deformarsi, con completa reversibilità, la capacità di rimbalzare a una forma o uno stato equivalente a quello prima che una forza applicata deformasse in modo incrementale l'oggetto o il corpo. Un esempio di un corpo elastico che soddisfa almeno approssimativamente quella descrizione è una stecca da biliardo, che a seguito di una collisione con un'altra palla da biliardo riacquista la sua forma originale. Un altro esempio di un corpo elastico è una molla o una cintura in spandex. Questi riacquistano la loro forma dopo aver subito una compressione o uno stiramento. Il principio di fisica coinvolto è la legge di Hooke.
Relativamente all'elasticità lineare, la legge di Hooke afferma che una forza applicata a ciò che equivale a una molla è uguale al prodotto negativo della molla o valuta le costanti per la variazione delle coordinate per la dimensione in cui viene applicata la forza. Per una molla deformata lungo la direzione x dal suo punto di riposo, la legge di Hooke è scritta F = ‒kx. Dato che è paragonabile a un corpo elastico, quando la forza viene interrotta, la molla, se priva di massa, ritorna al suo punto di rilassamento. Se, d'altra parte, una massa è attaccata alla molla, l'oggetto, quando rilasciato, viaggia oltre il punto di rilassamento, oscillando avanti e indietro, fino a quando l'attrito interno termina il processo. Gli oggetti nel mondo reale possono essere facilmente spinti oltre il loro limite di elasticità.
Quando un corpo elastico si scontra con un altro corpo elastico, le deformazioni in entrambi i corpi sono momentanee e l'energia cinetica viene conservata. In una tale collisione, se entrambi gli oggetti hanno la stessa massa e l'oggetto # 1 con velocità V 1 , colpisce l'oggetto # 2 con velocità V 2 , l'oggetto # 1 si arresterà completamente e tutto il suo momento verrà trasferito sull'oggetto # 2. Una dimostrazione classica di questo è un gruppo di pendoli fatti di corde legate nello stesso punto in alto e attaccate a sfere di metallo di uguale massa nella parte inferiore, che si toccano a vicenda. Se il pendolo più a sinistra viene fatto oscillare, quando colpisce la palla successiva, tutto il suo slancio viene trasferito su di essa, che si trasferisce alla terza dopo averla colpita, e così via. Infine, l'ultima palla viene vista spostarsi verso destra, con tutta l'energia del primo pendolo; questa mostra è conosciuta come la culla di Newton.
Un'altra dimostrazione di elasticità è quella di far rimbalzare una palla di avorio su una superficie molto dura e piatta che è stata massaggiata con olio. L'avorio ha un coefficiente di elasticità insolitamente alto. La palla rimbalzerà quasi all'altezza precedente, illustrando la minima perdita di energia cinetica nel processo. Un oggetto forzato oltre il limite elastico può presentare una deformazione plastica, per cui i cambiamenti sono permanenti. Nei metalli, tali deformazioni permanenti spesso comportano dislocazioni atomiche nella matrice cristallina.