Nous expliquons ce qu’est l’élasticité en physique et comment est la formule de cette propriété. En outre, des exemples et des matériaux élastiques.
Qu’est-ce que l’élasticité en physique ?
Quand on parle d’ élasticité en physique , on fait référence à la propriété de certains matériaux à se déformer sous une force extérieure agissant sur eux puis à retrouver leur forme d’origine lorsque ladite force disparaît. Ces types de comportements sont appelés déformations réversibles ou mémoire de forme .
Tous les matériaux ne sont pas élastiques et ceux qui se cassent, se fragmentent ou restent déformés après l’action d’ une force extérieure ne sont tout simplement pas du tout élastiques.
Les principes de l’élasticité sont étudiés par la mécanique des solides déformables , selon la théorie de l’élasticité, qui explique comment un solide se déforme ou se déplace en réponse aux forces extérieures qui l’affectent.
Ainsi, lorsque ces solides déformables reçoivent ladite force externe, ils se déforment et accumulent à l’intérieur d’eux une quantité d’énergie potentielle élastique et donc également d’énergie interne.
Cette énergie, une fois la force déformante supprimée, sera ce qui obligera le solide à reprendre sa forme et se transformera en énergie cinétique , le faisant bouger ou vibrer.
L’amplitude de la force externe et les coefficients d’élasticité de l’objet déformé seront ceux qui permettent de calculer la taille de la déformation, l’amplitude de la réponse élastique et la tension accumulée dans le processus .
Voir aussi : Inertie
Formule d’élasticité en physique
Lorsqu’une force est appliquée sur un matériau élastique, il se déforme ou se comprime. Pour la mécanique , l’important dans ce fait est la quantité de force appliquée par unité de surface, que nous appellerons effort ( σ ).
Nous appellerons le degré d’étirement ou de compression de la matière déformation ( ϵ ) et nous le calculerons en divisant la longueur de déplacement du solide (ΔL) par sa longueur initiale (L0), soit : ϵ = ΔL/L0.
D’autre part, l’une des principales lois qui régit le phénomène d’élasticité est la loi de Hooke . Cette loi a été formulée au XVIIe siècle par le physicien Robert Hooke lorsqu’il a étudié un ressort et s’est rendu compte que la force nécessaire pour le comprimer était proportionnelle à la variation de son allongement lorsque ladite force était appliquée.
Cette loi est formulée comme suit : F = ˗kx où F est la force, x la longueur de la compression ou de l’allongement, et k une constante de proportionnalité (constante du ressort) exprimée en Newton sur mètre (N/m).
Enfin, l’ énergie potentielle élastique associée à la force élastique est représentée par la formule : Ep(x) = ½ . k x 2 .
Exemples d’élasticité en physique
L’élasticité des matériaux est une propriété que nous testons au quotidien. Quelques exemples sont:
- ressorts. Les ressorts qui se trouvent sous certains boutons, ou qui poussent le pain du grille-pain vers le haut lorsqu’il est prêt, fonctionnent sur la base d’une tension élastique : ils sont comprimés et accumulent de l’énergie potentielle, puis ils sont relâchés et reprennent leur forme, projetant le pain vers le haut. grillé.
- Boutons. Les boutons de la télécommande du téléviseur fonctionnent grâce à l’élasticité du matériau qui les compose, car ils peuvent être comprimés sous la force de nos doigts, activant le circuit ci-dessous, puis retrouver leur position initiale (arrêt immédiat de l’activation du circuit ), prêt à être pressé à nouveau.
- La gomme. La résine dont est fait le chewing-gum est extrêmement élastique, au point qu’on peut la comprimer entre les dents ou la dilater en la remplissant d’air et en faisant une pompe, en comptant sur elle pour conserver sa forme plus ou moins originale.
- Les jantes. D’un avion, d’une voiture, d’une moto, ils fonctionnent en fonction de l’élasticité du caoutchouc, qui, une fois gonflé d’ air , peut supporter le poids énorme de l’ensemble du véhicule et se déformer légèrement, mais sans perdre sa mémoire de forme, c’est pourquoi il exerce une résistance véhicule suspendu.
matériaux élastiques
Les matériaux élastiques, ceux capables de retrouver leur forme d’origine après avoir subi une déformation partielle ou totale , sont nombreux : caoutchouc, caoutchouc, nylon , lycra, latex, chewing-gum, laine, silicone, caoutchouc mousse, graphène, fibre de verre, plastique , corde, entre autres .
Ces matériaux sont extrêmement utiles dans l’industrie manufacturière, car des applications infinies et des objets d’utilisation pratique peuvent en être fabriqués.
