物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
利用弹力可进行一系列社会生产生活活动,力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础,桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小;拔河需要用粗大一些的绳子,防止拉力过大导致断裂;高压线的中心要加一根较粗的钢丝,才能支撑较大的架设跨度;运动员在瞬间产生爆发力;等等。
另外,我们常用的文件夹、自关门、钟表发条、机械定时器、橡皮筋、健身拉力器、弹簧秤、车辆的减震器、拉线开关、松紧带都是根据弹力原理制作的。
弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体之间。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。弹力的方向总是与物体形变的方向相反。压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。
通常所说的拉力也是弹力。绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx。其中,k称为弹簧的劲度系数(也作倔强系数或弹性系数),在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力。单位是牛顿/米,符号是N/m。k值与其材料的性质有关。弹簧软硬之分,指的就是它们的劲度系数不同,而且不同的弹簧的劲度系数一般是不同的。这个规律是英国科学家胡克发现的,叫做胡克定律。
弹力的大小跟形变的大小的关系是:在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。