خاصیت کشسانی و قانون هوک

 

کشسان بودن، خاصیتی یک جسم یا ماده است که باعث برگشتن جسم به حالت عادی (قبل از اختلال و اعوجاج) آن می شود.

یک نوار رزینی (کائوچویی یا پلاستیکی) به راحتی کش می آید و هنگام رها شدن، به حالت اولیه اش برمی گردد؛ اما این نوار به اندازه ی تکه ای از سیم پیانو خاصیت کشسان ندارد.

با این که سیم پیانو به سختی کشیده می شود اما به دلیل بازگشت بهتر به طول عادی اش بعد از کشش، کشسانی تر است. یک رشته پیانوی واقعی می تواند صدها بار بدون کشیده شدن نواخته شود و بعد به مقدار قابل توجه و محسوسی از کوک خارج شود.

فنر، نمادی از یک جسم کشسان است و هنگام کشیده شدن، یک نیروی بازگرداننده از سوی فنر به نیروی در حال کشش فنر اعمال می شود که تمایل فنر به بازگشت به طول اولیه اش را دارد. این نیروی بازگرداننده معمولا با مقدار کشش متناسب است و با قانون هوک بیان می شود.

برای سیم ها خاصیت کشسانی معمولا بر اساس مقدار  تغییر شکل (کشش) ناشی از استرس یا ضربه توصیف می شود(مدول یانگ).

مدول یانگ:

برای توصیف خواص الاستیکی اجسام خطی مانند سیم ها، طناب ها یا ستون ها که هم فشرده و هم متراکم می شوند، یک پارامتر رایج که نسبت استرس(ضربه) به کشش (تغییر طول) است؛ این پارامتر را مدول یانگ می نامند:

 خواص کشسانی حالت حجمی (حالت سه بعدی یا بالکی) مواد، عکس العمل مواد به تغییرات ایجاد شده تحت فشار را بیان می کند.

قانون هوک:

 

یکی از خاصیت های کشسانی آن است که اگر نیروی کششی وارد بر فنری، دو برابر شود، دو برابر باز می شود.  این وابستگی خطی جابه جایی به نیروی کششی، قانون هوک نامیده می شود. علامت منفی در این رابطه به دلیل مخالفت فنر با کشش وارد

شده بر آن است.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تنظیم و گردآوری: خدیجه آلچالانلو