Si vous étirez un élastique ou un pneu jusqu'à un certain point, il s'allonge. Une fois la tension relâchée, il reprend sa forme initiale. De même, lorsqu'on étire un ressort, il s'allonge. Une fois la tension relâchée, il reprend sa forme initiale. Un ressort ou un élastique s'allonge lorsqu'on l'étire et reprend sa forme initiale après relâchement de la tension car les ressorts et le caoutchouc sont élastiques. Élastique Atau élastisite Il s'agit de la capacité d'un objet à reprendre sa forme initiale lorsque la force qui lui était appliquée est supprimée.
Avez-vous déjà mâché du chewing-gum ? Si vous tirez dessus à deux mains, il s’allonge. Une fois la traction relâchée, sa forme reste inchangée, ou plutôt, sa longueur ne revient pas à son état initial. Il en va de même pour la pâte à modeler, l’argile, etc. Les objets comme le chewing-gum, la pâte à modeler et l’argile sont appelés objets plastiques. Les objets élastiques, tels que les ressorts, peuvent également devenir plastiques s’ils sont étirés avec une force importante et dépassent leur limite d’élasticité.
Si l'on tire le ressort vers la droite, il s'étire et sa longueur augmente (figure 1). Si la force de traction est faible, l'allongement du ressort est proportionnel à l'intensité de cette force (F). Autrement dit, plus la force de traction est importante, plus l'allongement du ressort est grand. Le rapport entre l'intensité de la force de traction (F) et l'allongement du ressort est constant.
Le rapport entre la force (F) et l'augmentation de la longueur du ressort est constant, ce qui est indiqué par la même pente du graphique (figure 2).
k est la constante de raideur ou le coefficient d'élasticité du ressort, ou encore une mesure de sa flexibilité. Cette relation a été observée pour la première fois par Robert Hooke (1635-1703) en 1678, d'où son nom. Loi de Hooke.
Si l'intensité de la force appliquée au ressort dépasse sa limite d'élasticité, alors, après la suppression de la force, la longueur du ressort ne retrouvera pas son état initial. La loi de Hooke n'est valable que jusqu'à une certaine limite. limite élastiqueLa limite d'élasticité d'un ressort est la force maximale qui peut lui être appliquée avant qu'il ne se déforme de façon permanente et ne puisse plus reprendre sa longueur initiale. Si la force continue d'augmenter, le ressort se rompt.
Exemple de problème
1. Questions d'examen national de 2018
Une flèche est fixée à la corde d'un arc, puis tirée avec une force de 20 N, ce qui étire la corde de 20 cm. On néglige le frottement de l'air et la masse de la flèche est de 250 grammes. La vitesse de la flèche au moment du tir est donc de…
Discussion
C'est connu:
Force (F) = 20 N
Augmentation de la longueur (s) = 20 cm = 0,2 m
Masse de la flèche (m) = 250 grammes = 0,25 kg
Vitesse initiale (vo) = 0m/s
Demandé: La vitesse de la flèche lorsqu'elle est tirée de l'arc
Jawab:
Travail (W) = variation d'énergie cinétique ((ΔEK)
W = F s = (20)(0,2) = 4
EK = 1/2 m (vt2 - vo2) = 1/2 m (vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 0,125 vt2
W = ΔEK
F s = 1/2 m (vt2)
4 = 0,125 vt2
4/0,125 = vt2
vt2 = 32
vt = √32
vt = √(16)(2)
vt = 4√2 m/s
