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elastic force

  在外力作用下弹性物体形变后所产生的一种恢复力。弹性力的特点是它在变形体上所做的功并不转化为热,但可转化为势能。弹性力是一种保守力

  物体中任何两个质点相对位置的变化,称为物体的变形。当物体的形变很小时,弹性力F和物体中质点M离开平衡位置时的位移x成正比,其方向指向力图使质点恢复到平衡位置的方向。若取质点 M的平衡位置为坐标原点O(见图), 并使Ox轴和质点位移的方向相重合,则弹性力为

F=-kxxO

式中xO为沿质点位移方向的单位矢量;k为一个正的和物体材料性质有关的比例系数,称为弹性常数;负号表示力和位移方向相反。当物体形变较大时,质点的位移也较大,这时,弹性力和位移的高次幂有关,但力的方向总是使质点恢复到它的平衡位置x=0。

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  弹性力是自然界中广泛存在的一种力,例如,弹簧变形时产生的力;扭转柱体在扭转角很小时所受的力等都是弹性力。

  根据弹性力在质点位移上所做的功,可以计算弹性力的势能。若取质点平衡位置x=0为势能的零点,则在位移很小时,弹性力的势能和位移的二次方成正比,即   

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