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为什么弹簧和橡皮筋弹性很好

书之意 2015-04-14 16:40:58 手机版

  小朋友们,你们玩过弹簧,知道为什么弹簧可以伸缩吗?相信大多数人都会回答,因为弹簧有弹性,那么为什么一根木头却不能随意伸缩呢?弹簧和橡皮筋弹性都很好,那么这到底是为什么呢?相信许多朋友们都不太了解,下面就由小编来给大家解答一下疑惑吧。

  所有的固体都有一定的微观结构(如晶格)。如果施加外力,晶格上的原子就会离开原来的位置,我们说发生了“形变”。假如外力撤消后,原子由于受到内部作用力的影响,又回到原先的平衡位置,这时物体就能恢复原状,这样的形变叫作“弹性形变”;假如外力撤去后,原子所受的内部作用力不足以使其回到原来的位置,物体不能恢复原状,这样的形变叫作“塑性形变”。弹性形变发生在一定限度之内,如果外力过大,使得物体的形变超出了弹性范围,这时物体就不能够恢复原状了。

  不同的物质有着不同的弹性和塑性,取决于它们分别由哪些原子组成以及各自有怎样的内部结构。弹簧之所以能够伸缩,是因为制造弹簧所用的弹簧钢具有很强的弹性,而且弹簧一般被制成螺旋状,这种特殊结构也能将各个部分的弹性积累起来,从而使弹性大大增强。

  橡皮筋的主要材料是橡胶,这是一种有机物质,无论是天然橡胶还是合成橡胶,都是高分子聚合物,其分子是由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的。橡胶的分子链很长,而且呈螺旋状弯曲,当受外力拉伸时,这些螺旋弯曲状的分子会变直伸展;当外力撤消后,由于内部作用力的影响,它们又会恢复成螺旋弯曲状,从而使橡胶呈现出很强的弹性。不过,如果橡胶的变形太大或变形时间太长,分子链断裂,就不能回复原形了,这时会产生永久变形。

  要增强橡胶的弹性,可以把长链状的橡胶分子联结起来,变成立体的网,这种办法叫作交联。1839年,古德伊尔发明的硫化橡胶,就是用硫黄做交联剂使橡胶分子之间联结起来,橡胶的弹性大大增强。现在的橡皮筋,就是用这种橡胶做的。