Forza elastica e legge di Hooke

Tra gli effetti caratteristici delle forze c'è quello di deformare gli oggetti.

Questo fenomeno è regolato empiricamente dalla Legge di Hooke, scoperta dall'osservazione del fisico inglese Robert Hooke.

La Legge di Hooke

Inteso $s$ come l'allungamento di una molla, esso è proporzionale in maniera diretta rispetto alla forza applicata $F$ .

In formule: $F = k\cdot s$

Dove:

$F$ è la forza applicata (in $N$ );
$s$ è l'allungamento rispetto alla posizione iniziale (in $m$ );
$k$ è la costante elastica della molla (in $N/m$ );

Nota bene: la costante elastica $k$ misura la rigidezza della molla, cioè la sua tendenza a non deformarsi se sottoposta ad una forza.

Fisica; Le forze; 1a superiore; Forza elastica e legge di Hooke

Nell'immagine qui sopra puoi vedere una molla nella sua posizione iniziale a riposo (1.) e, successivamente, come si comporta la stessa molla quando viene esercitata una forza (2.) che le apporta un allungamento (3.) in base alla sua costante elastica.

La forza critica

Ogni molla ha una caratteristica che si chiama limite di elasticità: se la forza esercitata è superiore di un certo valore denominato forza critica ( $F_c$ ), la deformazione non è più reversibile e si dice plastica. Il valore di $F_c$ varia ed è caratteristico per ogni molla.
In alternativa, se la forza esercitata è $F < F_c$ , alla fine dell'azione la molla ritorna al suo stato originario e la deformazione si definisce elastica.

Nota bene: prendi una qualsiasi molla e tirala finché non riesce più a tornare nella situazione di partenza. L'hai rotta, ma ora è nel regime plastico!

La forza di richiamo

La forza di richiamo o forza elastica si oppone all'allungamento di una molla ed è una forza pari e opposta alla forza applicata per la deformazione.
Lo stesso accade quando, al contrario, decidiamo di comprimere una molla invece di allungarla. In tutti i casi si può applicare la Legge di Hooke.

La formula generale della forza di richiamo si può semplificare con la formula $\vec{F_r} = -k \cdot \vec{s}$ .

Nota bene: in questo caso, il segno $-$ indica che $k$ e $s$ hanno segno opposto.