Kaj je elastičnost?

V fiziki je elastičnost sposobnost trdne snovi, da se vrne v prvotno obliko, potem ko nanjo deluje zunanja sila in jo nato odstrani. Predmet z visoko stopnjo elastičnosti lahko močno spremeni svojo obliko, hkrati pa se lahko vrne v prvotno obliko. Trdne snovi z malo ali brez elastičnosti se trajno deformirajo ali zlomijo, ko nanje deluje sila. Izraz elastičnost se lahko uporablja tudi za opis sposobnosti procesov ali sistemov, da se raztegnejo ali so fleksibilni.

Zaradi molekularne sestave trdnih snovi, tekočin in plinov se vsi različno odzivajo na zunanje obremenitve. Molekule, ki sestavljajo trdno snov, so zelo blizu in se nahajajo v natančni razporeditvi. To pomeni, da je malo prostora za dajanje, ko se na trdno telo uporabi sila. Molekule tekočin in plinov so razpršene bolj narazen in se gibljejo bolj svobodno kot molekule trdnih snovi. Ko deluje sila na tekočine in pline, lahko tečejo stran od sile ali okoli nje ali pa se močno stisnejo, za razliko od večine trdnih snovi.

Obstajajo trije različni razredi sile ali napetosti, ki lahko vplivajo na trdne predmete. Prva je napetost, imenovana tudi raztezanje, ki se pojavi, ko na oba konca predmeta delujejo enake, a nasprotne sile. Stiskanje je druga vrsta napetosti, ki se pojavi, ko je predmet pod pritiskom ali je sila, ki potiska na trdno snov, pod kotom 90 stopinj glede na njegovo površino. Predstavljajte si, da z rokami na obeh koncih zmečkate prazen zvitek papirnate brisače med rokami. Končna vrsta napetosti je strižna, ki se zgodi, ko je sila vzporedna s površino predmeta.

Na začetku, ko kakršna koli sila deluje na trdno snov, se bo uprla in ostala v prvotni obliki. Ko se sila poveča, trdna snov ne bo mogla vzdrževati upora in bo začela spreminjati obliko ali se deformirala. Tako kot imajo različne vrste trdnih snovi različne elastične lastnosti, lahko prenesejo tudi različne stopnje sile, preden nanje vplivajo. Sčasoma, če je sila dovolj močna, bo deformirana oblika postala trajna ali pa se bo trdna snov zlomila.

Ali se lahko vrne v prvotno obliko, je količina sile, ki deluje na predmet, in ne trajanje. Ko se trdna snov ne more vrniti v prvotno obliko, se reče, da je presegla svojo mejo elastičnosti. Meja elastičnosti je največja količina napetosti, ki jo lahko prenese trdna snov, ki ji bo omogočila, da se vrne v normalno stanje. Ta omejitev je odvisna od vrste uporabljenega materiala. Gumijasti trakovi imajo na primer visoko elastičnost in s tem visoko mejo elastičnosti v primerjavi z betonsko opeko, ki je skoraj neelastična in ima zelo nizko mejo elastičnosti.