弾力性とは

物理学では、弾性とは、外力が加えられて取り除かれた後に、固体が初期形状に戻る能力です。 高レベルの弾力性を備えたオブジェクトは、その形状を大幅に変更することができますが、それでも元の形に戻ることができます。 弾力性がほとんどまたはまったくない固体は、力が加えられると永久に変形するか、破損します。 弾性という用語は、プロセスまたはシステムの伸縮性または柔軟性の能力を表すためにも使用できます。

分子は固体、液体、気体で構成されているため、それらはすべて外部ストレスに対して異なる反応をします。 固体を構成する分子は非常に接近しており、正確な配置で見つかります。 これは、固体に力が加えられたときに与える余地がほとんどないことを意味します。 液体と気体の分子はさらに離れて広がり、固体の分子よりも自由に動きます。 液体と気体に力が加えられると、それらは力から離れて、または力の周りを流れるか、ほとんどの固体とは異なり、かなり圧縮される可能性があります。

固体オブジェクトに影響を与える可能性のある力、または応力には、3つの異なるクラスがあります。 1つは、ストレッチとも呼ばれる張力です。これは、オブジェクトの両端に等しいが反対の力が加えられたときに発生します。 圧縮は、オブジェクトに圧力がかかるか、固体を押す力がその表面に対して90度のときに発生する2番目のタイプの応力です。 空のペーパータオルを両手で押しながら、両端を手で押しつぶすことを想像してください。 最後のタイプの応力はせん断です。これは、力がオブジェクトの表面に平行な場合に発生します。

最初に、何らかの力が固体に適用されると、抵抗して元の形状のままになります。 力が増加すると、ソリッドは抵抗を維持できなくなり、形状の変化または変形を開始します。 異なる種類の固体が異なる弾性特性を持っているように、それらは影響を受ける前に異なるレベルの力にも耐えることができます。 最終的に、力が十分に強い場合、変形した形状が永続的になるか、ソリッドが壊れます。

オブジェクトが最初の形に戻ることができるかどうかを決定するのは、持続時間ではなく、オブジェクトに適用される力の量です。 ソリッドが元の形状に戻れない場合、その弾性限界を超えたと言われます。 弾性限界は、ソリッドが通常の状態に戻ることを可能にするソリッドが耐えることができるストレスの最大量です。 この制限は、使用されている素材の種類によって異なります。 ゴムバンドは、たとえば、高い弾力性を持っているため、ほとんど非弾性で非常に低い弾力限界を持つコンクリートレンガに比べて、高い弾力限界があります。