Vad är elasticitet?

I fysik är elasticitet förmågan hos ett fast ämne att återgå till sin ursprungliga form efter att en yttre kraft applicerats på den och sedan avlägsnats. Ett objekt med hög elasticitetsnivå kan förändra sin form mycket medan det fortfarande kan återgå till sin ursprungliga form. Fastämnen med liten eller ingen elasticitet blir antingen permanent deformerade eller bryts när en kraft appliceras på dem. Termen elasticitet kan också användas för att beskriva processers eller systems förmåga att sträcka eller vara flexibel.

På grund av den molekylära sammansättningen av fasta ämnen, vätskor och gaser, reagerar de alla på olika sätt på utsidan påfrestningar. Molekylerna som utgör ett fast ämne är mycket nära varandra och finns i ett exakt arrangemang. Detta innebär att det finns lite utrymme att ge när en kraft appliceras på ett fast material. Vätskor och gasers molekyler sprids längre isär och rör sig mer fritt än fasta ämnen. När en kraft appliceras på vätskor och gaser kan de antingen flyta bort från eller runt kraften, eller komprimeras mycket, till skillnad från de flesta fasta ämnen.

Det finns tre olika klasser av kraft eller spänningar som kan påverka fasta föremål. Den första är spänning, även kallad stretching, som uppstår när lika men motsatta krafter appliceras på vardera änden av objektet. Kompression är den andra typen av spänning, som uppstår när ett föremål sätts under tryck, eller kraften som trycker på det fasta materialet är 90 grader mot dess yta. Tänk dig att krossa en tom pappershandduksrulle mellan händerna med händerna i vardera änden. Den sista typen av spänning är skjuvning, vilket sker när kraften är parallell med objektets yta.

Ursprungligen, när någon kraft appliceras på ett fast ämne, kommer det att motstå och förbli i sin ursprungliga form. När kraften ökas kommer det fasta materialet inte att kunna hålla motståndet uppe och kommer att börja ändra form eller bli deformerat. Precis som olika typer av fasta ämnen har olika elastiska egenskaper, kan de också motstå olika nivåer av kraft innan de påverkas. Så småningom, om kraften är tillräckligt stark, blir den deformerade formen permanent eller det fasta kommer att bryta.

Det är mängden kraft som appliceras på ett objekt, inte längd, som avgör om det kan återgå till sin ursprungliga form. När det fasta materialet inte kan återgå till sin ursprungliga form sägs det ha passerat sin elastiska gräns. Den elastiska gränsen är den maximala mängden stress som kan uthärdas av en fast substans som gör att den kan återgå till det normala. Denna gräns beror på vilken typ av material som används. Gummiband har till exempel hög elasticitet och därmed en hög elastisk gräns jämfört med en betong tegelsten, som är nästan inelastisk och har en mycket låg elastisk gräns.