橡皮筋拉长后又能缩回去,这是橡胶分子的作用。橡胶分子爱动,它们手拉手地排列着,因为每个分子总在活泼运动,所以它们的队伍总是弯弯曲曲,不成样子。如果用力拉橡皮筋,那么橡胶分子就失去了任意活动的“自由”,所排列的队伍便整整齐齐,外形上看就是被拉长了。但是,这些橡胶分子不甘寂寞,它们要求恢复“自由”,于是就会产生一种恢复原状的力,这就是橡胶的弹性。这种橡胶,实际上是一种生胶。如果把它拉长到一定程度,分子之间“打滑”了,就再也不能恢复原状。要使橡胶分子之间不发生“滑移”现象,必须把橡胶分子互相联结起来,变成立体的网,这种办法,叫做交联,好像铁条做的网状门一样具有弹性。1839年,古德伊尔发现的硫化橡胶,就是用硫磺做交联剂,使生胶中的橡胶分子之间也有几个地方拉起手来,变成性能优异的、有弹性的橡胶了。现在的橡皮筋,就是这种有弹性的橡胶做的。
弹力=弹性系数*长度的改变
计算一下可以知道橡皮圈产生的弹力远比人手的推力大,所以用橡皮圈弹射纸团比空手更远
为什么橡胶会有弹性?
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。