Kas ir elastīgs ķermenis?

Elastība ir spēja deformēties ar pilnīgu atgriezeniskumu — spēju atgūties līdz formai vai stāvoklim, kas ir līdzvērtīgs tam, pirms pielikts spēks pakāpeniski deformēja objektu vai ķermeni. Viens no elastīga korpusa piemēriem, kas vismaz aptuveni atbilst šim aprakstam, ir biljarda kijas bumbiņa, kas pēc sadursmes ar citu biljarda bumbiņu atgūst savu sākotnējo formu. Vēl viens elastīga korpusa piemērs ir atspere vai spandeksa jostasvieta. Tie atgūst formu pēc saspiešanas vai stiepšanas. Iesaistītais fizikas princips ir Huka likums.

Attiecībā uz lineāro elastību Huka likums nosaka, ka spēks, kas pielikts tam, kas ir līdzvērtīgs atsperei, ir vienāds ar atsperes vai ātruma konstantes negatīvo reizinājumu, kas reizināts ar koordinātu izmaiņām dimensijā, kurā spēks tiek pielietots. Atsperei, kas deformēta pa x virzienu no tās miera punkta, Huka likumu raksta F = ‒kx. Tā kā tas ir salīdzināms ar elastīgu ķermeni, kad spēks tiek nogriezts, atspere, ja tā ir bezmasas, atgriežas savā atslābuma punktā. Savukārt, ja atsperei ir piestiprināta masa, objekts, atlaižot to, pārvietojas ārpus atslābuma punkta, svārstoties uz priekšu un atpakaļ, līdz iekšējā berze beidz procesu. Objektus reālajā pasaulē var viegli nospiest, pārsniedzot to elastības robežu.

Elastīgam ķermenim saduroties ar citu elastīgu ķermeni, deformācijas abos ķermeņos ir īslaicīgas un kinētiskā enerģija tiek saglabāta. Šādā sadursmē, ja abiem objektiem ir vienāda masa, un objekts #1 ar ātrumu V1, atduras pret objektu #2 ar ātrumu V2, objekts #1 pilnībā apstāsies un viss tā impulss tiks pārnests uz objektu #2 . Klasisks demonstrējums tam ir svārstu grupa, kas izgatavota no aukliņām, kas sasietas tajā pašā punktā augšpusē un piestiprinātas pie vienādas masas metāla bumbiņām to apakšā, katra pieskaroties otrai. Ja tiek pagriezta vistālāk kreisā svārsta, tad, kad tā atsitas pret nākamo bumbiņu, viss tās impulss tiek pārnests uz to, kas, atsitot to, pāriet uz trešo un tā tālāk. Visbeidzot, pēdējā bumbiņa ir redzama kustībā pa labi ar visu pirmā svārsta enerģiju; šī izstāde ir pazīstama kā Ņūtona šūpulis.

Vēl viens elastības apliecinājums ir ziloņkaula bumbiņas atsitiens uz ļoti cietas, līdzenas virsmas, kas ir berzēta ar eļļu. Ziloņkaula elastības koeficients ir neparasti augsts. Bumba atsitīsies gandrīz līdz savam iepriekšējam augstumam, kas ilustrē tās minimālo kinētiskās enerģijas zudumu procesā. Priekšmets, kas ir piespiests ārpus tā elastības robežas, var uzrādīt plastisku deformāciju, līdz ar to izmaiņas ir pastāvīgas. Metālos šādas paliekošas deformācijas bieži vien ietver atomu dislokācijas kristāla matricā.