¿Qué es un cuerpo elástico?

La elasticidad es la capacidad de deformarse, con total reversibilidad: la capacidad de rebotar de nuevo a una forma o estado equivalente al que tenía antes de que una fuerza aplicada deformara gradualmente el objeto o el cuerpo. Un ejemplo de un cuerpo elástico que cumple al menos aproximadamente esa descripción es una bola blanca de billar, que después de una colisión con otra bola de billar recupera su forma original. Otro ejemplo de un cuerpo elástico es un resorte o una pretina de elastano. Estos recuperan su forma después de someterse a una compresión o un estiramiento. El principio de física involucrado es la ley de Hooke.

En relación con la elasticidad lineal, la ley de Hooke establece que una fuerza aplicada a lo que es equivalente a un resorte es igual al producto negativo del resorte o constante de velocidad por el cambio de coordenadas para la dimensión en la que se aplica la fuerza. Para un resorte deformado a lo largo de la dirección x desde su punto de reposo, la ley de Hooke se escribe F = ‒kx. Dado que es comparable a un cuerpo elástico, cuando se corta la fuerza, el resorte, si no tiene masa, vuelve a su punto de relajación. Si, por otro lado, se une una masa al resorte, el objeto, cuando se suelta, viaja más allá del punto de relajación, oscilando hacia adelante y hacia atrás, hasta que la fricción interna termina el proceso. Los objetos del mundo real se pueden presionar fácilmente más allá de su límite de elasticidad.

Cuando un cuerpo elástico choca con otro cuerpo elástico, las deformaciones en ambos cuerpos son momentáneas y se conserva la energía cinética. En tal colisión, si ambos objetos tienen la misma masa, y el objeto # 1 con velocidad V1, golpea el objeto # 2 con velocidad V2, el objeto # 1 se detendrá por completo y todo su impulso será transferido al objeto # 2 . Una demostración clásica de esto es un grupo de péndulos hechos de cuerdas atadas en el mismo punto arriba y unidas a bolas de metal de igual masa en su parte inferior, tocándose cada una con la otra. Si se balancea el péndulo más a la izquierda, cuando golpea la siguiente bola, todo su impulso se transfiere a él, que se transfiere a la tercera al golpearla, y así sucesivamente. Finalmente, se ve la última bola moviéndose hacia la derecha, con toda la energía del primer péndulo; esta exposición se conoce como la cuna de Newton.

Otra demostración de elasticidad es hacer rebotar una pelota de marfil sobre una superficie plana y muy dura que se ha frotado con aceite. El marfil tiene un coeficiente de elasticidad inusualmente alto. La pelota rebotará casi a su altura anterior, lo que ilustra su mínima pérdida de energía cinética en el proceso. Un objeto que es forzado más allá de su límite elástico puede presentar deformación plástica, por lo que los cambios son permanentes. En los metales, estas deformaciones permanentes a menudo implican dislocaciones atómicas en la matriz cristalina.