Wann Dir e Gummiband oder e Pneu bis zu engem bestëmmte Punkt streckt, streckt en sech. Soubal Dir d'Spannung lassléisst, geet de Gummi op seng ursprénglech Längt zréck. Ähnlech, wann Dir eng Fieder streckt, streckt se sech. Soubal Dir d'Spannung lassléisst, geet d'Fieder op hir ursprénglech Längt zréck. Eng Fieder oder e Gummiband streckt sech wann se gestreckt gëtt a geet op hir ursprénglech Längt zréck nodeems Dir d'Spannung lassléisst, well Fiederen oder Gummi elastesch sinn. Elastesch oder Elastizitéit ass d'Fäegkeet vun engem Objet, seng ursprénglech Form zréckzekréien, wann d'Kraaft, déi op den Objet ausgeübt gëtt, ewechgeholl gëtt.
Hues du jeemools Kaugummi gekaut? Wann s du de Kaugummi mat béide Hänn zitt, gëtt e méi laang. Nodeems s du de Kuch lassgelooss hues, bleift d'Form vum Kaugummi d'selwecht, oder d'Längt vum Kaugummi geet net an säin ursprénglechen Zoustand zréck. Datselwecht gëllt fir Plastilin, Lehm, etc. Objeten wéi Kaugummi, Plastilin a Lehm gi Plastikobjeten genannt. Elastesch Objeten wéi Federe kënnen och Plastik ginn, wa se mat grousser Kraaft gezunn ginn, an hir Elastizitéitsgrenz iwwerschreiden.
Wann d'Feder no riets gezunn gëtt, dehnt se sech a gëtt méi laang (Figur 1). Wann d'Zuchkraaft net ganz grouss ass, stellt sech eraus, datt d'Längtzounahm vun der Fieder proportional zu der Gréisst vun der Zuchkraaft (F) ass. An anere Wierder, wat d'Zuchkraaft méi grouss ass, wat d'Längtzounahm vun der Fieder méi grouss ass. D'Verhältnes vun der Gréisst vun der Zuchkraaft (F) zu der Längtzounahm vun der Fieder ass e konstante Wäert.
D'Verhältnes tëscht der Kraaft (F) an der Zouhuele vun der Längt vun der Fieder ass konstant, wat duerch déiselwecht Steigung vum Grafik ugedeit gëtt (Figur 2).
k ass d'Federkonstant oder den Elastizitéitskoeffizient vun der Fieder oder e Mooss fir d'Flexibilitéit vun der Fieder. Dës Relatioun gouf fir d'éischt vum Robert Hooke (1635 - 1703) am Joer 1678 observéiert, dofir ass se bekannt als Hooke säi Gesetz.
Wann d'Gréisst vun der Kraaft, déi op d'Feder ausgeübt gëtt, d'elastesch Grenz vun der Fieder iwwerschreit, da geet d'Längt vun der Fieder no der Ofsenkung vun der Kraaft net an hiren ursprénglechen Zoustand zréck. D'Gesetz vum Hooke gëllt nëmme bis zu elastesche GrenzD'Elastizitéitsgrenz vun enger Fieder ass déi maximal Kraaft, déi op d'Fieder ausgeübt ka ginn, ier se sech permanent deforméiert a net méi op hir ursprénglech Längt zréckkënnt. Wann d'Kraaft weider eropgeet, brécht d'Fieder.
Beispill vu Problemer
1. Froen zum nationale Examen 2018
E Pfeil gëtt un eng Bousait befestegt an dann mat enger Kraaft vun 20 N zréckgezunn, sou datt d'Bousait eng Distanz vun 20 cm ausdehnt. D'Loftreibung gëtt ignoréiert, d'Mass vum Pfeil ass 250 Gramm, sou datt d'Geschwindegkeet vum Pfeil, wann e vum Bou geschoss gëtt, ass...
Diskussioun
Et ass bekannt:
Kraaft (F) = 20 N
Erhéijung vun der Längt (s) = 20 cm = 0,2 m
Mass vum Pfeil (m) = 250 Gramm = 0,25 kg
Ufanksgeschwindegkeet (vo) = 0 m/s
Gefrot: D'Geschwindegkeet vum Pfeil wann e vum Bou geschoss gëtt
Äntwert:
Aarbecht (W) = Ännerung vun der kinetischer Energie ((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 = dir ΔEK
Fs = 1/2 m (vt2)
4 = 0,125 Voltt2
4/0,125 = vt2
vt2 = 32
vt = √32
vt = √(16)(2)
vt = 4√2 m/s
