Co to jest ciało elastyczne?
Elastyczność to zdolność do deformacji z całkowitą odwracalnością - możliwość odbicia z powrotem do kształtu lub stanu równoważnego temu, zanim przyłożona siła stopniowo deformuje obiekt lub ciało. Jednym z przykładów elastycznego korpusu, który przynajmniej odpowiada w przybliżeniu temu opisowi, jest kula bilardowa, która po zderzeniu z inną bilą odzyskuje swój pierwotny kształt. Innym przykładem elastycznego ciała jest sprężyna lub elastanowy pas. Odzyskują one swój kształt po poddaniu się ściskaniu lub rozciąganiu. Podstawową zasadą fizyki jest prawo Hooke'a.
Odnosząc się do sprężystości liniowej, prawo Hooke'a stwierdza, że siła przyłożona do sprężyny jest równa ujemnemu iloczynowi sprężyny lub stałej prędkości pomnożonej przez zmianę współrzędnych wymiaru, w którym przyłożona jest siła. Dla sprężyny odkształconej wzdłuż kierunku x od jej spoczynku, prawo Hooke'a jest zapisane F = ‒kx. Ponieważ jest on porównywalny do sprężystego korpusu, po odcięciu siły sprężyna, jeśli jest bez masy, powraca do punktu rozluźnienia. Z drugiej strony, jeżeli do sprężyny przyczepiona jest masa, po zwolnieniu obiekt przemieszcza się poza punkt relaksacji, oscylując w przód iw tył, aż tarcie wewnętrzne zakończy proces. Przedmioty w prawdziwym świecie można łatwo wycisnąć poza ich granicę elastyczności.
Kiedy elastyczny element zderza się z innym elastycznym elementem, odkształcenia w obu ciałach są chwilowe, a energia kinetyczna zostaje zachowana. W takim zderzeniu, jeśli oba obiekty mają tę samą masę, a obiekt nr 1 z prędkością V 1 , uderza obiekt nr 2 z prędkością V 2 , obiekt nr 1 zatrzyma się całkowicie i cała jego pęd zostanie przeniesiona na obiekt # 2. Klasycznym tego przykładem jest grupa wahadeł wykonanych ze sznurków przywiązanych w tym samym punkcie powyżej i przymocowanych do metalowych kulek o równej masie na ich dnie, które dotykają się nawzajem. Jeśli wahadło znajdujące się najbardziej po lewej stronie zostanie obrócone, kiedy uderza w następną piłkę, całe jej pęd zostaje przeniesione na nią, która przechodzi do trzeciej po uderzeniu i tak dalej. Wreszcie ostatnia kula porusza się w prawo, z całą energią pierwszego wahadła; ta wystawa znana jest jako kołyska Newtona.
Innym przejawem elastyczności jest odbicie kuli z kości słoniowej na bardzo twardej, płaskiej powierzchni, która została przetarta olejem. Kość słoniowa ma niezwykle wysoki współczynnik elastyczności. Kula odbije się bardzo blisko swojej poprzedniej wysokości, co ilustruje minimalną utratę energii kinetycznej w procesie. Obiekt, który jest wypychany poza swoją granicę sprężystości, może wykazywać odkształcenie plastyczne, przez co zmiany są trwałe. W metalach takie trwałe odkształcenia często wiążą się z dyslokacjami atomowymi w matrycy krystalicznej.