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物理學中的彈性是什麼?概念、公式、示例和彈性材料

2025-07-12自然科學12

我們解釋了物理學中的彈性是什麼以及這個屬性的公式是怎樣的。此外,示例和彈性材料。

物理學中的彈性是什麼?概念、公式、示例和彈性材料

彈性允許材料在變形時恢復到其原始形狀。

什麼是物理學中的彈性?

當物理我們談論彈性,我們指的是某些材料在作用在它們上的外力下變形的特性,然後在所述力消失時恢復其原始形狀。這些類型的行為稱為可逆變形或形狀記憶。

並非所有材料都是有彈性的,那些在作用后斷裂、碎裂或保持變形的材料強度它們根本沒有彈性。

根據彈性理論,彈性原理是通過可變形固體的力學研究的,它解釋了固體它會因撞擊它的外力而變形或移動。

因此,當這些可變形的固體受到這種外力時,它們會變形並在其內部積累一定量的彈性勢能,因此也會積累內能。

一旦變形力被移除,這種能量將迫使固體恢復其形狀並成為動能,使其移動或振動。

外力的大小和變形物體的彈性係數將是允許計算變形大小、彈性回應的大小和變形物體中累積應力的大小。過程.

另請參閱:慣性

物理學中的彈性公式

當力施加到彈性材料上時,它會變形或壓縮。對於力學,重要的是每單位面積施加的力的大小,我們將其稱為力 (σ)。

物質的拉伸或壓縮程度稱為變形 (ε),我們將通過將運動固體 (ΔL) 的初始長度 (L0),即:ε = ΔL/L0。

另一方面,支配彈性現象的主要定律之一是胡克定律.該定律是由物理學家羅伯特·胡克 (Robert Hooke) 在 17 世紀制定的,當時他研究了彈簧,並意識到壓縮彈簧所需的力與施加該力時其伸長率的變化成正比。

該定律表述如下:F = ˗k.x,其中 F 是力,x 是力。經度的壓縮或伸長率,以及 k 的比例常數(彈簧常數),以米 (N/m) 的牛頓表示。

最後,勢能彈性與彈性強度相關由以下公式表示: Ep(x) = 1/2 .k.x2 .

物理學中的彈性示例

物理學中的彈性是什麼?概念、公式、示例和彈性材料

壓縮的彈簧積累勢能,當釋放時,它們會恢復原狀。

材料的彈性是我們每天測試的特性。一些範例包括:

  • 彈簧。某些按鈕下的彈簧,或在烤麵包機準備好時將烤麵包機向上推的彈簧,根據彈性張力工作:它們被壓縮並積累勢能,然後通過向上拋吐司來釋放並恢復其形狀。

  • 侍者。視遙控器上的按鈕由於組成它們的材料的彈性而工作,因為它們可以在我們手指的壓力下被壓縮,啟動下面的電路,然後恢復到它們的初始位置(停止立即激活電路),準備再次按下。

  • 口香糖。製作口香糖的樹脂具有極強的彈性,以至於我們可以將其壓縮在牙齒之間,或者通過填充空氣並製造炸彈來膨脹它,指望它或多或少地保持其原始形狀。

  • 輪胎。飛機、汽車、摩托車都是根據橡膠的彈性運作的,橡膠一旦充氣空氣,可以承受整車的巨大重量並輕微變形,但又不失其形狀記憶,因此發揮了電阻並保持車輛暫停。

彈性材料

彈性材料,能夠在遭受部分或全部變形后恢復其原始形狀的材料,有很多:橡膠、橡膠、尼龍、萊卡、乳膠、口香糖、羊毛、矽膠、泡沫橡膠、石墨烯、玻璃纖維、塑膠、繩索等。

這些材料在製造業中非常有用,因為它們可用於製造無數的應用和實際用途的物件。

標籤: 物理

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