La forza elastica è quella forza che si oppone alla deformazione di un corpo soggetto ad altre forze. Il caso più semplice per comprendere il concetto è pensare a una molla che viene allungata dalla posizione iniziale fino a un certo punto L; la differenza fra la lunghezza finale L e quella iniziale L0 è detta elongazione. Ovviamente si può anche comprimere la molla che si accorcerà con un’elongazione negativa. Sia in caso di compressione che di allungamento, una forza elastica si oppone alla deformazione. Vale la legge di Hooke che ci dice che il modulo (con segno) della forza elastica è:
F=-kx
dove k è la costante elastica e dipende dal materiale, mentre x è l’elongazione. Il segno negativo indica che il verso della forza è opposto a quello dello spostamento.
Si deve precisare che la legge di Hooke è valida solo fino a certi valori di x; infatti se la molla viene troppo allungata, si deforma e non ritorna più nella posizione iniziale.
Il concetto di forza elastica permette di collegare il moto armonico alla molla ideale; infatti si può dimostrare che il moto armonico è quello di una molla ideale che, compressa o allungata, tende a tornare nella posizione iniziale. In altri termini, il moto della proiezione del punto P che si muove di moto uniforme sulla circonferenza è riconducibile a una forza elastica: quando la velocità della proiezione è massima (il punto P è l’estremo di un raggio ortogonale al diametro di proiezione) siamo nella condizione di massimo allungamento della molla che poi rilasciata tende a tornare nella posizione iniziale (il punto P si avvicina all’estremo del diametro su cui avviene la proiezione) dove la velocità è nulla (la molla è tornata alla condizione di equilibrio).
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