Che cos'è l'elasticità?

In fisica, l'elasticità è la capacità di un solido di tornare alla sua forma iniziale dopo aver applicato una forza esterna e poi rimosso. Un oggetto con un elevato livello di elasticità è in grado di cambiare molto la sua forma, pur potendo tornare alla sua forma originale. I solidi con poca o nessuna elasticità o si deformano permanentemente o si rompono quando viene applicata una forza su di essi. Il termine elasticità può anche essere usato per descrivere la capacità di processi o sistemi di allungarsi o essere flessibili.

A causa della composizione molecolare di solidi, liquidi e gas, reagiscono in modo diverso alle sollecitazioni esterne. Le molecole che compongono un solido sono molto vicine tra loro e si trovano in una disposizione precisa. Ciò significa che c'è poco spazio per dare quando una forza viene applicata a un solido. Le molecole di liquidi e gas si diffondono ulteriormente e si muovono più liberamente di quelle dei solidi. Quando viene applicata una forza a liquidi e gas, questi possono fluire via da o attorno alla forza o essere compressi molto, a differenza della maggior parte dei solidi.

Esistono tre diverse classi di forza, o sollecitazioni, che possono influenzare oggetti solidi. La prima è la tensione, chiamata anche allungamento, che si verifica quando forze uguali ma opposte vengono applicate a entrambe le estremità dell'oggetto. La compressione è il secondo tipo di stress, che si verifica quando un oggetto viene messo in pressione o la forza che spinge sul solido è a 90 gradi rispetto alla sua superficie. Immagina di schiacciare un rotolo di tovagliolo di carta vuoto tra le mani con le mani alle due estremità. L'ultimo tipo di sollecitazione è il taglio, che si verifica quando la forza è parallela alla superficie dell'oggetto.

Inizialmente, quando una forza viene applicata a un solido, resisterà e rimarrà nella sua forma originale. All'aumentare della forza, il solido non sarà in grado di mantenere la resistenza e inizierà a cambiare forma o deformarsi. Proprio come diversi tipi di solidi hanno proprietà elastiche diverse, possono anche resistere a diversi livelli di forza prima di essere colpiti. Alla fine, se la forza è abbastanza forte, la forma deformata diventerà permanente o il solido si spezzerà.

È la quantità di forza che viene applicata a un oggetto, non la durata, che determinerà se può tornare alla sua forma iniziale. Quando il solido non può tornare alla sua forma originale, si dice che abbia superato il limite elastico. Il limite elastico è la massima quantità di stress che può essere sopportato da un solido che gli permetterà di tornare alla normalità. Questo limite dipende dal tipo di materiale utilizzato. Gli elastici hanno un'alta elasticità, ad esempio, e quindi un limite elastico elevato rispetto a un mattone in cemento, che è quasi anelastico e ha un limite elastico molto basso.