אם תמתחו גומייה או צמיג גומי עד לנקודה מסוימת, הם יימתחו. לאחר שתשחררו את המתח, הגומייה תחזור לאורכה המקורי. באופן דומה, כאשר תמתחו קפיץ, הוא יימתח. לאחר שתשחררו אותו, הוא תחזור לאורכו המקורי. קפיץ או גומייה יימתחו כאשר הם נמתחים ויחזרו לאורכם המקורי לאחר שהמתח משתחרר מכיוון שהם אלסטיים. גמישות היא היכולת של עצם לחזור לצורתו המקורית כאשר הכוח המופעל עליו מוסר.
האם אי פעם לעסת מסטיק? אם תמשוך את המסטיק בשתי הידיים, הוא יתארך. לאחר שתשחרר את המשיכה, צורת המסטיק נשארת זהה, או שאורכו לא יחזור למצבו המקורי. כך גם לגבי פלסטלינה, חימר וכו'. חפצים כמו מסטיק, פלסטלינה וחימר נקראים חפצי פלסטיק. חפצים אלסטיים כמו קפיצים יכולים גם הם להפוך לפלסטיק אם מושכים אותם בכוח גדול ולחרוג ממגבלת האלסטיות שלהם.
אם הקפיץ נמשך ימינה, הוא יימתח ויגדל באורכו (איור 1). אם כוח המתיחה אינו גדול במיוחד, נמצא שהעלייה באורך הקפיץ פרופורציונלית לגודל כוח המתיחה (F). במילים אחרות, ככל שכוח המתיחה גדול יותר, כך גדלה אורך הקפיץ. היחס בין גודל כוח המתיחה (F) לעלייה באורך הקפיץ הוא ערך קבוע.
היחס בין הכוח (F) לבין העלייה באורך הקפיץ הוא קבוע, כפי שמסומן על ידי אותו שיפוע של הגרף (איור 2).
k הוא קבוע הקפיץ או מקדם האלסטיות של הקפיץ או מדד לגמישות הקפיץ. קשר זה נצפה לראשונה על ידי רוברט הוק (1635 - 1703) בשנת 1678, ומכאן הוא ידוע כחוק הוק.
אם גודל הכוח המופעל על קפיץ עולה על גבול האלסטיות שלו, אז לאחר הסרת הכוח, אורך הקפיץ לא יחזור לאורכו המקורי. חוק הוק חל רק עד לגבול האלסטיות . גבול האלסטיות של קפיץ הוא הכוח המקסימלי שניתן להפעיל על קפיץ לפני שהקפיץ מתעוות לצמיתות ואורך הקפיץ לא יוכל לחזור לאורכו המקורי. אם גודל הכוח ימשיך לגדול, הקפיץ יינזק.
דוגמה לבעיות
1. שאלות לבחינה הארצית 2018
חץ מחובר למיתר קשת, ואז נמשך לאחור בכוח של 20 ניוטון כך שמיתר הקשת נמתח למרחק של 20 ס"מ. חיכוך האוויר מתעלם, מסת החץ היא 250 גרם, כך שמהירות החץ כאשר הוא נורה מהקשת היא...
דִיוּן
זה ידוע:
כוח (F) = 20 ניוטון
עלייה באורך ( שניות) = 20 ס"מ = 0,2 מטר
מסת החץ (מ') = 250 גרם = 0,25 ק"ג
מהירות התחלתית (v o ) = 0 מטר/שנייה
שאלה: מהירות החץ כאשר הוא נורה מהקשת
ג'וואב:
עבודה (W) = שינוי באנרגיה קינטית ( ΔEK)
W = F s = (20)(0,2) = 4
EK = 1/2 מטר (vt2 - נo2) = 1/2 מטר (vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 0,125 וולטt2
W = ΔEK
Fs = 1/2 מטר ( vt² )
4 = 0,125 וולט/ ט 2
4/0,125 = vt²
vt2 = 32
vt = √32
vt = √(16)(2)
v t = 4√2 מטר/שנייה
