Wat is elasticiteit?

In de fysica is elasticiteit het vermogen van een vaste stof om naar zijn oorspronkelijke vorm terug te keren nadat een externe kracht erop is uitgeoefend en vervolgens wordt verwijderd. Een object met een hoge mate van elasticiteit kan veel van vorm veranderen, terwijl het toch in zijn oorspronkelijke vorm kan terugkeren. Vaste stoffen met weinig of geen elasticiteit worden permanent vervormd of breken wanneer er een kracht op wordt uitgeoefend. De term elasticiteit kan ook worden gebruikt om het vermogen van processen of systemen te beschrijven om zich uit te rekken of flexibel te zijn.

Vanwege de moleculaire samenstelling van vaste stoffen, vloeistoffen en gassen reageren ze allemaal verschillend op externe spanningen. De moleculen waaruit een vaste stof bestaat, liggen heel dicht bij elkaar en worden in een precieze opstelling gevonden. Dit betekent dat er weinig ruimte is om te geven wanneer een kracht op een vaste stof wordt uitgeoefend. De moleculen van vloeistoffen en gassen worden verder uit elkaar verspreid en bewegen vrijer dan die van vaste stoffen. Wanneer een kracht wordt uitgeoefend op vloeistoffen en gassen, kunnen deze wegstromen van of rond de kracht, of veel worden gecomprimeerd, in tegenstelling tot de meeste vaste stoffen.

Er zijn drie verschillende klassen kracht, of spanningen, die invloed kunnen hebben op vaste objecten. De eerste is spanning, ook wel uitrekken genoemd, die optreedt wanneer gelijke maar tegengestelde krachten worden uitgeoefend op beide uiteinden van het object. Compressie is het tweede type spanning, dat optreedt wanneer een object onder druk wordt gezet of de kracht die op de vaste stof drukt 90 graden op het oppervlak staat. Stel je voor dat je een lege rol keukenpapier tussen je handen verplettert met je handen aan beide uiteinden. Het laatste type spanning is afschuiving, wat gebeurt wanneer de kracht evenwijdig is aan het oppervlak van het object.

Aanvankelijk, wanneer enige kracht op een vaste stof wordt uitgeoefend, zal deze weerstand bieden en in zijn oorspronkelijke vorm blijven. Naarmate de kracht toeneemt, kan de vaste stof de weerstand niet bijhouden en zal deze van vorm veranderen of vervormd raken. Net zoals verschillende soorten vaste stoffen verschillende elastische eigenschappen hebben, kunnen ze ook verschillende krachtniveaus weerstaan ​​voordat ze worden beïnvloed. Uiteindelijk, als de kracht sterk genoeg is, zal de vervormde vorm permanent worden of zal de vaste stof breken.

Het is de hoeveelheid kracht die op een object wordt uitgeoefend, niet de duur, die zal bepalen of het naar zijn oorspronkelijke vorm kan terugkeren. Wanneer de vaste stof niet in zijn oorspronkelijke vorm kan terugkeren, zou de elastische limiet zijn overschreden. De elastische limiet is de maximale hoeveelheid spanning die kan worden verdragen door een vaste stof waardoor deze weer normaal kan worden. Deze limiet is afhankelijk van het type materiaal dat wordt gebruikt. Elastiekjes hebben bijvoorbeeld een hoge elasticiteit en dus een hoge elastische limiet in vergelijking met een betonsteen, die bijna niet elastisch is en een zeer lage elastische limiet heeft.