Ef þú teygir gúmmíteygju eða gúmmídekk að ákveðnum punkti, þá teygist það. Eftir að þú losar spennuna mun gúmmíið snúa aftur í upprunalega lengd sína. Á sama hátt, þegar þú teygir fjöður, þá teygist það. Eftir að þú losar hana mun það snúa aftur í upprunalega lengd sína. Fjöður eða gúmmí teygist þegar það er teygt og mun snúa aftur í upprunalega lengd sína eftir að spennan losnar vegna þess að það er teygjanlegt. Teygjanleiki er hæfni hlutar til að snúa aftur í upprunalega lögun sína þegar krafturinn sem á hann er lagður er fjarlægður.
Hefur þú einhvern tímann tuggið tyggjó? Ef þú togar í tyggjóið með báðum höndum mun það lengjast. Eftir að þú sleppir toginu helst lögun tyggjósins sú sama eða lengd þess snýr ekki aftur í upprunalegt horf. Hið sama gildir um plastína, leir o.s.frv. Hlutir eins og tyggjó, plastína og leir eru kallaðir plasthlutir. Teygjanlegir hlutir eins og gormar geta einnig orðið úr plasti ef dregið er í þá með miklum krafti og farið yfir teygjumörk þeirra.
Ef fjöðrin er dregin til hægri teygist hún og eykst í lengd (Mynd 1). Ef togkrafturinn er ekki mjög mikill sést að lengdaraukning fjöðursins er í réttu hlutfalli við stærð togkraftsins (F). Með öðrum orðum, því meiri sem togkrafturinn er, því meiri eykst lengd fjöðursins. Hlutfall stærðar togkraftsins (F) og lengdaraukningar fjöðursins er fasti.
Hlutfallið milli kraftsins (F) og aukningar á lengd fjöðursins er fast, sem sést með sama hallatölu grafsins (mynd 2).
k er fjöðrunarstuðullinn eða teygjustuðullinn í fjöðrinni eða mælikvarði á sveigjanleika hennar. Robert Hooke (1635 – 1703) fann þetta samband fyrst árið 1678 og er því þekkt sem lögmál Hooke.
Ef stærð kraftsins sem beitt er á fjöður fer yfir teygjumörk hennar, þá mun lengd fjöðurins ekki ná upprunalegri lengd eftir að kraftinum er fjarlægt. Lögmál Hooke gildir aðeins upp að teygjumörkunum . Teygjumörk fjöðurs eru hámarkskrafturinn sem hægt er að beita á fjöður áður en fjöðurinn aflagast varanlega og lengd fjöðursins getur ekki náð upprunalegri lengd sinni. Ef stærð kraftsins heldur áfram að aukast mun fjöðurinn skemmast.
Dæmi um vandamál
1. Spurningar fyrir landspróf 2018
Ör er fest við bogastreng og síðan dregin til baka með 20 N krafti þannig að bogastrengurinn teygist um 20 cm. Loftnúningur er hunsaður, massi örvarinnar er 250 grömm, þannig að hraði örvarinnar þegar hún er skotin úr boganum er…
Umræða
Það er vitað:
Kraftur (F) = 20 N
Lengdaraukning ( s) = 20 cm = 0,2 m
Massi örvar (m) = 250 grömm = 0,25 kg
Upphafshraði (v o ) = 0 m/s
Spurt: Hraði örvarinnar þegar hún er skotin úr boganum
Svar:
Vinna (W) = breyting á hreyfiorku ( ΔEK)
W = Fs = (20)(0,2) = 4
EK = 1/2 m (vt2 - vo2) = 1/2 m (vt2) = 1/2 (0,25)(rúmmált2) = 1/2 (0,25)(rúmmált2) = 0,125 vt2
W = ΔEK
Fs = 1/2 m ( v t² )
4 = 0,125 v / t²
4/0,125 = v t 2
vt² = 32
vt = √32
vt = √(16)(2)
v t = 4√2 m/s
