Ako rastegnete gumu ili gumu do određene točke, ona će se rastegnuti. Nakon što otpustite napetost, guma će se vratiti na svoju izvornu duljinu. Slično tome, kada rastegnete oprugu, ona će se rastegnuti. Nakon što je otpustite, vratit će se na svoju izvornu duljinu. Opruga ili guma će se rastegnuti kada se rastegne i vratit će se na svoju izvornu duljinu nakon što se napetost otpusti jer je elastična. Elastičnost je sposobnost objekta da se vrati u svoj izvorni oblik kada se ukloni sila koja se na njega primjenjuje.
Jeste li ikada žvakali žvakaću gumu? Ako žvakaću gumu povlačite s obje ruke, ona će narasti dulja. Nakon što otpustite povlačenje, oblik žvakaće gume ostaje isti, odnosno duljina žvakaće gume neće se vratiti u prvobitno stanje. Isto vrijedi i za plastelin, glinu itd. Predmeti poput žvakaće gume, plastelina i gline nazivaju se plastičnim predmetima. Elastični predmeti poput opruga također mogu postati plastični ako se povlače velikom silom i prijeđu svoju granicu elastičnosti.
Ako se opruga povuče udesno, ona će se istegnuti i povećati u duljini (Slika 1). Ako vlačna sila nije jako velika, utvrđeno je da je povećanje duljine opruge proporcionalno veličini vlačne sile (F). Drugim riječima, što je veća vlačna sila, to je veće povećanje duljine opruge. Omjer veličine vlačne sile (F) i povećanja duljine opruge je konstantna vrijednost.
Omjer između sile (F) i povećanja duljine opruge je konstantan, što je naznačeno istim nagibom grafa (slika 2).
k je konstanta opruge ili koeficijent elastičnosti opruge ili mjera fleksibilnosti opruge. Ovaj odnos prvi je uočio Robert Hooke (1635. – 1703.) 1678. godine, stoga je poznat kao Hookeov zakon.
Ako veličina sile primijenjene na oprugu premašuje granicu elastičnosti opruge, tada se nakon uklanjanja sile duljina opruge neće vratiti na svoju izvornu duljinu. Hookeov zakon vrijedi samo do granice elastičnosti . Granica elastičnosti opruge je maksimalna sila koja se može primijeniti na oprugu prije nego što se opruga trajno deformira i duljina opruge se ne može vratiti na svoju izvornu duljinu. Ako se veličina sile nastavi povećavati, opruga će se oštetiti.
Primjer problema
1. Pitanja za nacionalni ispit 2018.
Strijela je pričvršćena za tetivu, a zatim povučena silom od 20 N tako da se tetiva rastegne za 20 cm. Trenje zraka se zanemari, masa strijele je 250 grama, pa je brzina strijele kada se ispuca iz luka…
Rasprava
Poznato je:
Sila (F) = 20 N
Povećanje duljine ( s) = 20 cm = 0,2 m
Masa strijele (m) = 250 grama = 0,25 kg
Početna brzina (v o ) = 0 m/s
Pitanje: Brzina strijele kada se ispali iz luka
Džavab:
Rad (W) = promjena kinetičke energije ( 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
Fs = 1/2 m ( vt2 )
4 = 0,125 v t²
4/0,125 = v t 2
v t² = 32
v t = √32
v t = √(16)(2)
v t = 4√2 m/s
