Ukinyoosha bendi ya mpira au tairi ya mpira hadi sehemu fulani, itanyooka. Baada ya kutoa mvutano, mpira utarudi katika urefu wake wa awali. Vile vile, unaponyoosha chemchemi, itanyooka. Baada ya kuitoa, itarudi katika urefu wake wa awali. Springi au mpira utanyooka unaponyooshwa na utarudi katika urefu wake wa awali baada ya mvutano kutolewa kwa sababu ni laini. Kunyumbulika ni uwezo wa kitu kurudi katika umbo lake la awali wakati nguvu inayotumika kwake inapoondolewa.
Je, umewahi kutafuna gum? Ukivuta gum kwa mikono yote miwili, itakua ndefu zaidi. Baada ya kuachilia mvuto, umbo la gum hubaki vile vile, au urefu wa gum hautarudi katika hali yake ya asili. Vivyo hivyo kwa plastiki, udongo, n.k. Vitu kama vile gum ya kutafuna, plastiki, na udongo huitwa vitu vya plastiki. Vitu vya elastic kama vile chemchemi vinaweza pia kuwa plastiki vikivutwa kwa nguvu kubwa na kuzidi kikomo chao cha elastic.
Ikiwa chemchemi itavutwa kulia, itanyooka na kuongezeka kwa urefu (Mchoro 1). Ikiwa nguvu ya mvutano si kubwa sana, imegundulika kuwa ongezeko la urefu wa chemchemi ni sawia na ukubwa wa nguvu ya mvutano (F). Kwa maneno mengine, kadiri nguvu ya mvutano inavyokuwa kubwa, ndivyo ongezeko la urefu wa chemchemi linavyokuwa kubwa. Uwiano wa ukubwa wa nguvu ya mvutano (F) na ongezeko la urefu wa chemchemi ni thamani isiyobadilika.
Uwiano kati ya nguvu (F) na ongezeko la urefu wa chemchemi ni thabiti, ambayo inaonyeshwa na mteremko sawa wa grafu (mchoro 2).
k ni kigezo cha chemchemi au mgawo wa unyumbufu wa chemchemi au kipimo cha unyumbufu wa chemchemi. Uhusiano huu ulizingatiwa kwa mara ya kwanza na Robert Hooke (1635 - 1703) mnamo 1678, kwa hivyo inajulikana kama sheria ya Hooke.
Ikiwa ukubwa wa nguvu inayotumika kwenye chemchemi unazidi kikomo cha elastic cha chemchemi, basi baada ya nguvu hiyo kuondolewa, urefu wa chemchemi hautarudi kwenye urefu wake wa awali. Sheria ya Hooke inatumika tu hadi kikomo cha elastic . Kikomo cha elastic cha chemchemi ni nguvu ya juu zaidi inayoweza kutumika kwenye chemchemi kabla ya chemchemi kuharibika kabisa na urefu wa chemchemi hauwezi kurudi kwenye urefu wake wa awali. Ikiwa ukubwa wa nguvu utaendelea kuongezeka, chemchemi itaharibika.
Mfano wa matatizo
1. Maswali ya Mtihani wa Kitaifa wa 2018
Mshale umeunganishwa kwenye kamba ya upinde, kisha huvutwa nyuma kwa nguvu ya 20 N ili kamba ya upinde inyooke umbali wa sm 20. Msuguano wa hewa hupuuzwa, uzito wa mshale ni gramu 250, kwa hivyo kasi ya mshale unapopigwa kutoka kwenye upinde ni…
Majadiliano
Inajulikana:
Nguvu (F) = 20 N
Ongezeko la urefu ( s) = 20 cm = 0,2 m
Uzito wa mshale (m) = gramu 250 = kilo 0,25
Kasi ya awali (vo o ) = 0 m/s
Aliuliza: Kasi ya mshale unapopigwa kutoka kwenye upinde
Jibu:
Kazi (W) = mabadiliko katika nishati ya kinetiki ( 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
F s = 1/2 m (v t 2 )
4 = 0,125 v t 2
4/0,125 = v t 2
v t 2 = 32
v t = √32
v t = √(16)(2)
v t = 4√2 m/s
