Mikä on joustava runko?

Joustavuus on kyky muodonmuutokseen täydellisellä palautuvuudella – kyky palautua takaisin muotoon tai tilaan, joka vastaa muotoa tai tilaa, joka vastasi muotoa tai tilaa, joka oli ennen kuin kohdistettu voima muutti vähitellen kohteen tai kehon. Yksi esimerkki joustavasta rungosta, joka ainakin suunnilleen vastaa tätä kuvausta, on biljardipallopallo, joka törmäyksen jälkeen toisen biljardipallon kanssa saa alkuperäisen muotonsa. Toinen esimerkki joustavasta rungosta on jousi tai spandex -vyötärönauha. Nämä saavat muotonsa puristuksen tai venytyksen jälkeen. Fysiikan periaate on Hooken laki.

Mitä tulee lineaariseen kimmoisuuteen, Hooken laki sanoo, että jousta vastaavaan voima on yhtä suuri kuin jousen negatiivinen tulo tai nopeusvakio kertaa sen mitan koordinaattimuutos, johon voima kohdistetaan. Jos jousi on epämuodostunut x-suuntaa pitkin sen lepopisteestä, Hooken laki kirjoitetaan F = ‒kx. Koska jousi on verrattavissa joustavaan runkoon, jousi, jos se on massaton, palaa rentoutumispisteeseen, kun voima katkaistaan. Jos toisaalta jousi on kiinnitetty massaan, vapautettu esine kulkee vapautuessaan rentoutumispisteen ulkopuolelle värähtelemällä edestakaisin, kunnes sisäinen kitka lopettaa prosessin. Todellisen maailman esineitä voidaan helposti puristaa niiden kimmoisuusrajan yli.

Kun joustava kappale törmää toiseen elastiseen kappaleeseen, muodonmuutokset molemmissa kappaleissa ovat hetkellisiä ja liike -energia säilyy. Tällaisessa törmäyksessä, jos molemmilla esineillä on sama massa ja objekti #1, jonka nopeus on V1, iskee kohteeseen #2 nopeudella V2, esine #1 pysähtyy kokonaan ja kaikki sen vauhti siirtyy kohteeseen #2 . Klassinen osoitus tästä on ryhmä heilureita, jotka on valmistettu jousista, jotka on sidottu samaan kohtaan yllä ja kiinnitetty samanpituisiin metallipalloihin pohjassaan, koskettamalla toisiaan. Jos vasemmanpuoleisin heiluri heiluu, kun se lyö seuraavaan palloon, kaikki sen vauhti siirtyy siihen, joka siirtyy kolmanteen iskettäessä jne. Lopuksi nähdään, että viimeinen pallo liikkuu oikealle kaikella ensimmäisen heilurin energialla; tämä näyttely tunnetaan Newtonin kehtona.

Toinen kimmoisuuden osoitus on norsunluun pallon pomppiminen erittäin kovalle, tasaiselle pinnalle, joka on hierottu öljyllä. Norsunluulla on epätavallisen korkea kimmoisuuskerroin. Pallo pomppii hyvin lähes entiseen korkeuteensa, mikä osoittaa sen minimaalisen kineettisen energian menetyksen prosessissa. Esine, joka pakotetaan elastisen rajansa yli, voi aiheuttaa plastista muodonmuutosta, jolloin muutokset ovat pysyviä. Metalleissa tällaisiin pysyviin muodonmuutoksiin liittyy usein atomisykkejä kristallimatriisissa.