Ak natiahnete gumičku alebo gumovú pneumatiku do určitého bodu, natiahne sa. Po uvoľnení napätia sa guma vráti do svojej pôvodnej dĺžky. Podobne, keď natiahnete pružinu, natiahne sa. Po uvoľnení sa vráti do svojej pôvodnej dĺžky. Pružina alebo guma sa pri natiahnutí natiahne a po uvoľnení napätia sa vráti do svojej pôvodnej dĺžky, pretože je elastická. Elasticita je schopnosť predmetu vrátiť sa do pôvodného tvaru, keď sa odstráni sila, ktorá naň pôsobí.
Už ste niekedy žuvali žuvačku? Ak budete žuvačku ťahať oboma rukami, narastie. Po uvoľnení ťahu zostane tvar žuvačky rovnaký alebo sa jej dĺžka nevráti do pôvodného stavu. To isté platí pre plastelínu, hlinu atď. Predmety ako žuvačka, plastelína a hlina sa nazývajú plastické predmety. Pružné predmety, ako sú pružiny, sa tiež môžu stať plastickými, ak sa za ne ťahá veľkou silou a prekročia svoju medzu pružnosti.
Ak sa pružina potiahne doprava, natiahne sa a zväčší sa jej dĺžka (obrázok 1). Ak ťahová sila nie je veľmi veľká, zistí sa, že zväčšenie dĺžky pružiny je úmerné veľkosti ťahovej sily (F). Inými slovami, čím väčšia je ťahová sila, tým väčšie je zväčšenie dĺžky pružiny. Pomer veľkosti ťahovej sily (F) k zväčšeniu dĺžky pružiny je konštantná hodnota.
Pomer medzi silou (F) a zväčšením dĺžky pružiny je konštantný, čo je naznačené rovnakým sklonom grafu (obrázok 2).
k je pružinová konštanta alebo koeficient pružnosti pružiny alebo miera flexibility pružiny. Tento vzťah prvýkrát pozoroval Robert Hooke (1635 – 1703) v roku 1678, preto je známy ako Hookeov zákon.
Ak veľkosť sily pôsobiacej na pružinu presiahne medzu pružnosti pružiny, potom sa po odstránení sily dĺžka pružiny nevráti na svoju pôvodnú dĺžku. Hookeov zákon platí iba do medze pružnosti . Medza pružnosti pružiny je maximálna sila, ktorou možno na pružinu pôsobiť predtým, ako sa pružina trvalo deformuje a jej dĺžka sa nemôže vrátiť na svoju pôvodnú dĺžku. Ak sa veľkosť sily naďalej zvyšuje, pružina sa poškodí.
Príklad problémov
1. Otázky z národnej skúšky 2018
Šíp je pripevnený k tetive a potom je natiahnutý silou 20 N tak, že sa tetiva natiahne o vzdialenosť 20 cm. Trenie vzduchu sa zanedbáva, hmotnosť šípu je 250 gramov, takže rýchlosť šípu pri vystrelení z luku je…
Diskusia
Je známe:
Sila (F) = 20 N
Zväčšenie dĺžky ( s) = 20 cm = 0,2 m
Hmotnosť šípu (m) = 250 gramov = 0,25 kg
Počiatočná rýchlosť (v o ) = 0 m/s
Otázka: Rýchlosť šípu pri výstrele z luku
Džaváb:
Práca (W) = zmena kinetickej 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 = ΔEK
Fs = 1/2 m ( vt² )
4 = 0,125 v t²
4/0,125 = v t²
v t² = 32
v t = √32
v t = √(16)(2)
v t = 4√2 m/s
