Plastizität und Elastizität – Was zeichnet diese Eigenschaften aus?

Jeder Schüler hat es schon einmal erlebt—Physik kann manchmal wie ein großes Rätsel erscheinen. In diesemklären wir was plastische und elastische Körper sind und wie sie sich voneinander unterscheiden. Das Verständnis dieser Konzepte ist nicht nur im Unterricht wichtig. Beide Begriffe sind in vielen Bereichen der Physik Materialwissenschaften und Ingenieurtechnik von Bedeutung.

Erst einmal lassen Sie uns die Begriffe klären. Ein elastischer Körper ist in der Lage ´ sich unter Druck zu verformen ` allerdings diese Verformung bleibt nicht dauerhaft. Und sofort nach der Entlassung der Kraft gibt der Körper seine ursprüngliche Form zurück. Der Tennisball ist ein bekanntes Beispiel dafür. Wirfst du ihn auf den Boden—er springt wieder hoch.

Ganz anders verhält sich ein plastischer Körper. Dieser wird durch eine Kraft verformt und behält diese neue Form dauerhaft. Knete ist ein klassisches Beispiel. Sie kannst du drücken formen und sie bleibt in der von dir gewünschten Form. Eine 🏺 hingegen, wenn man sie fallen lässt—sie zerbricht in Stücke.

Plastizität ist ein faszinierendes Konzept. Sie beschreibt die Fähigkeit eines Materials, sich nach Überschreiten einer Krafteinwirkung irrevokabel zu verformen—so bleibt die neue Form bestehen. Bei der plastischen Verformung erreichen Materialien eine sogenannte Fließgrenze. Unterhalb dieser Grenze zeigen sie oft ein elastisches Verhalten. Bei Materialien die spröde reagieren, ebenso wie Keramiken, entsteht der Sprödbruch—das wurde bereits erwähnt.

Die viskose Verformung ist ein weiteres spannendes Phänomen. Sie tritt auf, wenn Materialien unter einer Krafteinwirkung sofort fließen, ohne erst eine Fließgrenze zu überwinden. Hier mischen sich verschiedene Verhaltensmuster wie zum Beispiel bei Knetgummi und „Silly Putty“. Wirfst du es schnell herunter – hüpft es. Knetest du es jedoch; zeigt es plastische Eigenschaften.

Natürlich gibt es ebenfalls Materialien deren Verhalten von der Geschwindigkeit der angewendeten Kraft abhängt. Schnell ausgeführte Bewegungen können einen elastischen Effekt hervorrufen, während langsam ausgeführte Druckverformungen plastisch sein können. Im Alltagsleben begegnen wir solchen Phänomenen ständig—wie ein Schwamm der sich in seine ursprüngliche Form zurückverändert, anschließend du ihn zusammendrückst.

Zusätzlich ist hervorzuheben: Dass viele Materialien Mischformen besitzen. Eine Knetmasse zeigt elastische und plastische Eigenschaften. Sie verhält sich elastisch ´ wenn du sie schnell fallen lässt und plastisch ` wenn du sie sanft bearbeitest. Studien zeigen · dass solche Mischverhalten bei Materialien in der Natur weit verbreitet sind · was ihre Anwendung in Technik und Design revolutioniert.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Elastische Körper kehren nach dem Druck zurück zu ihrer ursprünglichen Form. Plastische Körper behalten eine neue Form die durch die Einwirkung von Kräften überwunden werden muss. Beide Verhaltensweisen sind essentiell für das Verständnis von Werkstoffen und deren Anwendung. Werfen Sie einen Tennisball oder kneten Sie etwas Knete—beides lehrt uns die Schönheiten der Physik. Es ist entscheidend ´ sich diese Konzepte einzuprägen ` um im Unterricht und zusätzlich Erfolg zu haben.