Če gumico ali pnevmatiko raztegnete do določene točke, se raztegne. Ko sprostite napetost, se guma vrne v prvotno dolžino. Podobno se raztegne vzmet, ko jo raztegnete. Ko sprostite napetost, se vzmet vrne v prvotno dolžino. Vzmet ali gumica se ob raztezanju raztegne in se po sprostitvi napetosti vrne v prvotno dolžino, ker so vzmeti ali guma elastične. Elastično ali 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 Hookejev zakon.
Če velikost sile, ki deluje na vzmet, preseže mejo elastičnosti vzmeti, se po odstranitvi sile dolžina vzmeti ne bo vrnila v prvotno stanje. Hookejev zakon velja le do meja elastičnostiMeja elastičnosti vzmeti je največja sila, ki jo je mogoče uporabiti na vzmet, preden se trajno deformira in se ne more več vrniti v prvotno dolžino. Če se sila še naprej povečuje, se bo vzmet zlomila.
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 (vo) = 0 m/s
Vprašano: 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 (vt2)
4 = 0,125 Vt2
4/0,125 = vt2
vt2 = 32
vt = √32
vt = √(16)(2)
vt = 4√2 m/s
