Většina pevných látek má schopnost vrátit se do původního stavu. Hodíte míč, ten dopadne na zem a odrazí se nahoru. Otočíte klikou, ta odolává a pak zaklapne zpět na místo. Není to magie. Jedná se o vlastnost zvanou elasticita. Je to schopnost deformovaného kusu materiálu vrátit se do původního tvaru a velikosti, když přestanou působit síly, které deformaci způsobily.
Ale je tu jedno „ale“. Omezit.
Každý materiál má limit pružnosti. Toto je bod obratu, po kterém je zotavení nemožné. Pokud zatížení překročí tento limit, materiál povolí. To teče. A když proudí, zůstává v tomto stavu. Výsledkem je nevratná deformace nebo destrukce.
Rozdíl mezi ocelí a pryží
Proč můžete natáhnout gumičku do dlouhé tenké smyčky, ale když zatáhnete za ocelové lanko, prostě praskne? Všechno je to o vnitřní struktuře.
Ocel je odolná. Vydrží velké zatížení. Ale jeho mez pružnosti je nízká. Ocel můžete natáhnout pouze o 1 % její délky, než přestane pružit. Pokud překročíte 1 %, zahráváte si s ohněm. Materiál se propůjčuje sám. Rozbije se to.
Guma je úplně jiná věc. Pokud jde o schopnost odolat hrubému zatížení, není tak pevný, ale rozsah jeho elasticity je obrovský. Gumu lze elasticky natáhnout na přibližně 1000 % své původní délky. Zde je rozdíl mezi pevným opěrným nosníkem a bungee jumpingovou šňůrou. Jeden je postaven tak, aby vydržel. Druhý je pro protažení a návrat.
Hookeův zákon a matematika napětí
Toto chování není náhodné. Dodržuje pravidla.
Robert Hooke, jeden z prvních vědců, kteří seriózně studovali tento jev, odvodil matematický vztah. Vytvořil spojení mezi napětím a expanzí. Pokud zatáhnete dvakrát silněji, objekt se natáhne dvakrát tak daleko – až do své meze pružnosti. Jen. Lineární. Předvídatelný.
Mimo tento bod? Matematika se mění. Materiál se jen tak neroztáhne. Je zdeformovaná. Nevratný.
Jaký materiál tedy zvolíte pro svůj další projekt? Záleží na tom, co potřebujete držet. A jak moc jste ochotni to nechat natáhnout.
