Se si allunga un elastico o uno pneumatico fino a un certo punto, si allungherà. Dopo aver rilasciato la tensione, l'elastico tornerà alla sua lunghezza originale. Allo stesso modo, quando si allunga una molla, si allungherà. Dopo averla rilasciata, tornerà alla sua lunghezza originale. Una molla o un elastico si allungano quando vengono allungati e ritornano alla loro lunghezza originale dopo che la tensione viene rilasciata perché sono elastici. L'elasticità è la capacità di un oggetto di tornare alla sua forma originale quando la forza applicata ad esso viene rimossa.
Avete mai masticato una gomma? Se la tirate con entrambe le mani, si allunga. Dopo averla rilasciata, la forma della gomma rimane la stessa, o meglio, la sua lunghezza non ritorna allo stato originale. Lo stesso vale per la plastilina, l'argilla, ecc. Oggetti come la gomma da masticare, la plastilina e l'argilla sono chiamati oggetti plastici. Anche gli oggetti elastici, come le molle, possono diventare plastici se tirati con una grande forza e superare il loro limite di elasticità.
Se la molla viene tirata verso destra, si allunga e aumenta di lunghezza (Figura 1). Se la forza di trazione non è molto grande, si osserva che l'aumento di lunghezza della molla è proporzionale all'intensità della forza di trazione (F). In altre parole, maggiore è la forza di trazione, maggiore è l'aumento di lunghezza della molla. Il rapporto tra l'intensità della forza di trazione (F) e l'aumento di lunghezza della molla è un valore costante.
Il rapporto tra la forza (F) e l'aumento di lunghezza della molla è costante, come indicato dalla stessa pendenza del grafico (figura 2).
k è la costante elastica o coefficiente di elasticità della molla, ovvero una misura della sua flessibilità. Questa relazione fu osservata per la prima volta da Robert Hooke (1635-1703) nel 1678, ed è per questo nota come legge di Hooke.
Se l'intensità della forza applicata a una molla supera il suo limite elastico, una volta rimossa la forza, la molla non tornerà alla sua lunghezza originale. La legge di Hooke si applica solo fino al limite elastico . Il limite elastico di una molla è la forza massima che può essere applicata prima che la molla si deformi in modo permanente e la sua lunghezza non possa più tornare a quella originale. Se l'intensità della forza continua ad aumentare, la molla si danneggerà.
Esempio di soal
1. Domande dell'esame nazionale del 2018
Una freccia è attaccata a una corda d'arco, quindi viene tirata indietro con una forza di 20 N in modo che la corda si allunghi di una distanza di 20 cm. L'attrito dell'aria è trascurato, la massa della freccia è di 250 grammi, quindi la velocità della freccia quando viene scoccata dall'arco è...
Discussione
E 'noto:
Forza (F) = 20 N
Aumento di lunghezza ( s) = 20 cm = 0,2 m
Massa della freccia (m) = 250 grammi = 0,25 kg
Velocità iniziale (v o ) = 0 m/s
Domanda: La velocità della freccia quando viene scoccata dall'arco
Jawab:
Lavoro (W) = variazione di energia cinetica ( 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 (v t 2 )
4 = 0,125 v t 2
4/0,125 = v t 2
v t 2 = 32
v t = √32
v t = √(16)(2)
v t = 4√2 m/s
