Kas ir elastība?

Fizikā elastība ir cietas vielas spēja atgriezties sākotnējā formā pēc tam, kad tai ir pielikts ārējs spēks un pēc tam noņemts. Priekšmets ar augstu elastības līmeni spēj ievērojami mainīt savu formu, vienlaikus spējot atgriezties sākotnējā formā. Cietvielas ar mazu elastību vai bez tās vai nu paliek neatgriezeniski deformētas vai saplīst, ja tām tiek pielikts spēks. Terminu elastība var izmantot arī, lai aprakstītu procesu vai sistēmu spēju stiepties vai būt elastīgiem.

Cietvielu, šķidrumu un gāzu molekulārā sastāva dēļ tie visi atšķirīgi reaģē uz ārējiem spriegumiem. Molekulas, kas veido cietu vielu, atrodas ļoti tuvu viena otrai un atrodas precīzā izkārtojumā. Tas nozīmē, ka ir maz vietas dot, ja spēks tiek pielikts cietai vielai. Šķidrumu un gāzu molekulas ir izkliedētas tālāk viena no otras un pārvietojas brīvāk nekā cieto vielu molekulas. Kad šķidrumiem un gāzēm tiek pielikts spēks, tie var vai nu plūst prom no spēka vai ap to, vai arī var būt ļoti saspiesti, atšķirībā no vairuma cietvielu.

Ir trīs dažādas spēka klases jeb spriegumi, kas var ietekmēt cietos objektus. Pirmais ir spriegums, ko sauc arī par stiepšanu, kas rodas, ja vienādi, bet pretēji spēki tiek pielikti jebkuram objekta galam. Saspiešana ir otra veida spriedze, kas rodas, kad objekts tiek pakļauts spiedienam vai spēks, kas spiež uz cieto vielu, ir 90 grādu leņķī pret tā virsmu. Iedomājieties, ka sasmalciniet tukšu papīra dvieļu rullīti starp rokām ar rokām abos galos. Pēdējais sprieguma veids ir bīde, kas notiek, kad spēks ir paralēls objekta virsmai.

Sākotnēji, kad cietai vielai tiek pielikts kāds spēks, tā pretosies un saglabāsies sākotnējā formā. Palielinoties spēkam, cietā viela nespēs noturēt pretestību un sāks mainīt formu vai deformēties. Tāpat kā dažāda veida cietām vielām ir dažādas elastības īpašības, tās var arī izturēt dažāda līmeņa spēku, pirms tiek ietekmētas. Galu galā, ja spēks ir pietiekami spēcīgs, deformētā forma kļūs pastāvīga vai cietā viela saplīst.

Tas ir spēka apjoms, kas tiek pielietots objektam, nevis ilgums, kas noteiks, vai tas var atgriezties sākotnējā formā. Ja cieta viela nevar atgriezties sākotnējā formā, tiek uzskatīts, ka tā ir pārsniegusi savu elastības robežu. Elastības robeža ir maksimālais sprieguma daudzums, ko var izturēt cieta viela, kas ļaus tai atgriezties normālā stāvoklī. Šis ierobežojums ir atkarīgs no izmantotā materiāla veida. Gumijas lentēm ir, piemēram, augsta elastība un līdz ar to augsta elastības robeža salīdzinājumā ar betona ķieģeli, kas ir gandrīz neelastīgs un ar ļoti zemu elastības robežu.