प्रत्यास्थता

प्रत्यास्थता भार हटने के बाद मूल आकार और माप में लौटने की क्षमता है।

सुघट्य विरूपण में भार हटाने के बाद भी स्थायी बदलाव रह जाता है। पूर्णतः सुघट्य पिंड इस व्यवहार का एक आदर्श मॉडल है।

वास्तविक पदार्थ विकृति के अलग-अलग स्तरों पर अलग व्यवहार दिखा सकते हैं। कोई एक परिचित नाम भार लगने की हर संभव स्थिति में उनके व्यवहार को नहीं समझा सकता।

प्रतिबल पास्कल में मापा जाता है। विकृति एक अनुपात है, इसलिए इसका कोई मात्रक नहीं होता।

समान खींचने वाले बल लगने पर पतले तार में प्रतिबल अधिक होता है, क्योंकि उसका अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल कम होता है।

इस गणना से केवल विकृति मिलती है। इससे यह सिद्ध नहीं होता कि बैंड 10% विकृति पर हुक के नियम का पालन करता है।

हुक का नियम (Hooke’s law) तब तक लागू होता है, जब तक प्रतिबल विकृति के समानुपाती रहता है। यह ग्राफ का शुरुआती सीधा भाग है।

यह समानुपाती सीमा इस सीधी रेखा वाले संबंध का अंत है। यहाँ प्रत्यास्थ पुनर्प्राप्ति हमेशा समाप्त नहीं होती।

यह प्रत्यास्थता सीमा कई पदार्थों में बाद में आती है। इसके पार जाने पर भार हटाने के बाद भी स्थायी विकृति रह जाती है।

सीधे भाग की ढाल यंग प्रत्यास्थता गुणांक होती है। अधिक ढाल का मतलब है कि समान प्रतिबल पर विकृति कम होगी।

यंग प्रत्यास्थता गुणांक समानुपातिक क्षेत्र में अनुदैर्ध्य प्रतिबल और अनुदैर्ध्य विकृति का अनुपात बताता है।

इस्पात का यंग प्रत्यास्थता गुणांक रबड़ से अधिक होता है। समान प्रतिबल पर, संबंधित प्रत्यास्थ सीमा के भीतर इस्पात में कम विकृति होती है।

आदर्श मॉडल में पूर्णतः दृढ़ वस्तु का यंग प्रत्यास्थता गुणांक अनंत होगा। वास्तविक पदार्थ पूर्णतः दृढ़ नहीं होते।

आयतन प्रत्यास्थता गुणांक एकसमान दाब के कारण आयतन में होने वाले परिवर्तन के प्रतिरोध को मापता है।

ऋण चिह्न दर्शाता है कि दाब बढ़ने पर आयतन घटता है। संपीड्यता, आयतन प्रत्यास्थता गुणांक का व्युत्क्रम है।

गैसों को सामान्यतः द्रवों और ठोसों की तुलना में संपीडित करना बहुत आसान होता है। फिर भी द्रव पूरी तरह असंपीड्य नहीं होते।

हुक के नियम का पालन करने वाली स्प्रिंग का प्रत्यानयन बल होता है F = −kx। ऋण चिह्न बताता है कि प्रत्यानयन बल विस्थापन का विरोध करता है।

लगाए गए बल के परिमाण बनाम बढ़ाव के ग्राफ की ढाल होती है k। इसकी इकाई न्यूटन प्रति मीटर है।

स्प्रिंग तुला में अंशांकित बढ़ाव से बल का पता लगाया जाता है। यह विधि स्प्रिंग के समानुपातिक क्षेत्र के भीतर काम करती है।

हुक के नियम का पालन करने वाली स्प्रिंग को धीरे-धीरे खींचने पर उसमें अपनी अविकृत अवस्था के सापेक्ष प्रत्यास्थ ऊर्जा संचित होती है।

ऊर्जा की हानि न होने पर यह लगाए गए बल बनाम बढ़ाव के ग्राफ के नीचे बने त्रिभुज के क्षेत्रफल के बराबर होती है।

प्रत्यास्थ गुणों के आँकड़े इंजीनियरों को यह अनुमान लगाने में मदद करते हैं कि भार लगने पर किसी संरचनात्मक पदार्थ में कितनी विकृति होगी।

प्रतिबल से बल की तीव्रता का पता चलता है। उपयुक्त प्रत्यास्थता गुणांक उस प्रतिबल को अपेक्षित विकृति से जोड़ता है।

प्रत्यास्थ ऊर्जा से यह भी समझ आता है कि छोड़ने के बाद गति क्यों होती है। स्प्रिंग के चलने पर संचित ऊर्जा गतिज ऊर्जा में बदल सकती है।

शब्द प्रत्यास्थ का मतलब केवल “बहुत अधिक खिंचने वाला” नहीं है। भार लगाने का प्रकार, प्रत्यास्थता गुणांक और सीमाएँ—सभी मायने रखते हैं।