Če gumico ali gumo raztegnete do določene točke, se bo raztegnila. Ko sprostite napetost, se bo guma vrnila v prvotno dolžino. Podobno se bo raztegnila tudi vzmet, ko jo sprostite. Ko jo sprostite, se bo vrnila v prvotno dolžino. Vzmet ali guma se bo raztegnila, ko jo raztegnete, in se bo po sprostitvi napetosti vrnila v prvotno dolžino, ker je elastična. Elastičnost je sposobnost predmeta, da se vrne v prvotno obliko, ko preneha delovati sila, ki nanj deluje.
Ste že kdaj žvečili žvečilni gumi? Če žvečilni gumi povlečete z obema rokama, bo zrasel dlje. Ko sprostite vlečenje, oblika žvečilnega gumija ostane enaka oziroma se dolžina žvečilnega gumija ne vrne v prvotno stanje. Enako velja za plastelin, glino itd. Predmeti, kot so žvečilni gumi, plastelin in glina, se imenujejo plastični predmeti. Tudi elastični predmeti, kot so vzmeti, lahko postanejo plastični, če jih potegnemo z veliko silo in presežemo svojo mejo elastičnosti.
Če vzmet potegnemo v desno, se bo raztegnila in povečala v dolžino (slika 1). Če natezna sila ni zelo velika, se ugotovi, da je povečanje dolžine vzmeti sorazmerno z velikostjo natezne sile (F). Z drugimi besedami, večja kot je natezna sila, večje je povečanje dolžine vzmeti. Razmerje med velikostjo natezne sile (F) in povečanjem dolžine vzmeti je konstantna vrednost.
Razmerje med silo (F) in povečanjem dolžine vzmeti je konstantno, kar kaže enak naklon grafa (slika 2).
k je vzmetna konstanta ali koeficient elastičnosti vzmeti oziroma mera prožnosti vzmeti. To razmerje je prvi opazil Robert Hooke (1635–1703) leta 1678, zato je znano kot Hookov zakon.
Če velikost sile, ki deluje na vzmet, preseže mejo elastičnosti vzmeti, se po odstranitvi sile dolžina vzmeti ne bo vrnila na prvotno dolžino. Hookejev zakon velja le do meje elastičnosti . Meja elastičnosti vzmeti je največja sila, ki jo je mogoče uporabiti na vzmet, preden se vzmet trajno deformira in se njena dolžina ne more več vrniti na prvotno dolžino. Če se velikost sile še naprej povečuje, se bo vzmet poškodovala.
Primer težav
1. Vprašanja za nacionalni izpit 2018
Puščica je pritrjena na tetivo, nato pa jo s silo 20 N potegne nazaj, tako da se tetiva raztegne za 20 cm. Trenje zraka zanemarimo, masa puščice je 250 gramov, zato je hitrost puščice, ko jo izstrelimo iz loka, ...
Razprava
Znano je:
Sila (F) = 20 N
Povečanje dolžine ( s) = 20 cm = 0,2 m
Masa puščice (m) = 250 gramov = 0,25 kg
Začetna hitrost (v o ) = 0 m/s
Vprašanje: Hitrost puščice, ko je izstreljena z lokom
Džavab:
Delo (W) = sprememba kinetične energije ( 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 ( v t² )
4 = 0,125 v t²
4/0,125 = v t 2
v t 2 = 32
v t = √32
v t = √(16)(2)
v t = 4√2 m/s
