¿Por qué algunos materiales como el caucho rebotan más que otros como la madera o el metal?

Answer 1

Cuando dos cosas chocan, la energía cinética involucrada en esa colisión debe ir a alguna parte.

Exactamente a dónde va a continuación depende de las propiedades físicas del material. Si el material es elástico, como el caucho, el material almacenará la energía cinética como energía elástica. Imagina una pelota de goma golpeando el suelo y estirándose. Luego, la pelota se retrae como una banda elástica estirada, y esa energía elástica almacenada se convierte de nuevo en energía cinética, lanzando la pelota desde el piso nuevamente. Por supuesto, todo esto ocurre en un solo movimiento, por lo que parece un rebote. Esto se llama una colisión elástica.

Ralentizado, se ve algo como esto:

Sin embargo, si el material no es elástico, entonces la energía cinética no se almacena y se pierde al deformar permanentemente el material, o como calor. El objeto no rebota, esto se llama una colisión inelástica.

Sin embargo, tenga cuidado, algunos materiales como los metales endurecidos rebotan muy bien porque no se deforman. Los metales endurecidos son en realidad bastante elásticos, solo requieren mucha energía para deformarse, ¡es por eso que los resortes de metal son elásticos! Si dejas caer una bola de metal sobre una superficie dura, rebotará muy bien. (Si deja caer una bola de metal sobre una superficie blanda, entonces la energía se absorbe y se pierde en forma de calor o deformación (como si terminara abollando la superficie).

En la vida real, nada es perfectamente elástico: una pelota de goma perderá algo de su energía para calentarse cuando la rebotes, se calentará un poco, al igual que las bandas elásticas se calientan cuando las estiras.

Bonus: ¿quieres ver qué pasa con las pelotas de golf cuando golpean algo fuerte a alta velocidad?

Answer 2

Se trata de la reversibilidad de la compresión y expansión, si el material se comprime de manera reversible y del grado de desorden, lo que determina cómo se propagan las ondas acústicas en el material. Esto depende de los detalles moleculares y del grado de desorden. El caucho tiene polímeros blandos y estables que no están fuertemente unidos entre sí, se enredan, se calientan al comprimir y expandir, debido a la pérdida debido a la conductividad térmica, pero esto es solo una pequeña pérdida y el sonido resultante Las olas cuando una pelota toca el suelo se reflejarán para hacer un buen rebote.

La madera es irregular, y los modos de sonido se dispersan de manera irregular y se amortiguan por eventos irreversibles de desintegración molecular. No sé por qué el metal no rebota. Supongo que por la otra respuesta es porque la carne es muy dura, la velocidad del sonido es tan rápida y el material tan superelástico que las diferentes ubicaciones de impacto producen ondas que se revuelven en el interior y son sensibles a la rugosidad microscópica de La superficie que estás impactando.

Answer 3

Yo diría que la razón por la que esto sucede es porque el caucho es un material muy elástico. Eso significa que puede manejar tensiones muy grandes sin deformarse permanentemente. La razón de este comportamiento es la entropía. Las moléculas de caucho son macromoléculas muy grandes que pueden formar bobinas. Una vez que se aplica una deformación, es probable que estas bobinas se estiren y causen una reducción de la entropía. De esta manera, la energía se almacena, y cuando la energía cinética se absorbe por completo. Lo libera volviendo al alto estado de entropía que tenía antes.

F = dU / dL-T (dS / dL)

cuando dUis 0

F = -T (dS / dL)

donde F es igual a la fuerza de retracción, U es igual a la energía interna, T es igual a la temperatura, S es igual a la entropía y L es la Longitud.

Answer 4

Las bolas de acero rebotan bastante bien en superficies duras.

La madera no rebota bien porque es inelástica. Pierde energía en una colisión por aplastamiento y flexión.