Forskjellen mellom vårkonstant og stivhetsfaktor

Spring Constant vs Stiffness Factor

Vårens konstante og stivhetsfaktor er to svært viktige mengder når man studerer elastisitetsområdet. Disse mengdene spiller en viktig rolle i nesten alle beregningene i dette feltet. I denne artikkelen skal vi diskutere hva vårens konstante og stivhetsfaktor er, deres definisjoner, anvendelser av stivhetsfaktor og vårekonstant, likheter og til slutt forskjellen mellom stivhetsfaktoren og vårkonstanten.

Våren konstant

Elasticitet er en veldig nyttig egenskap av materie. Det er materialets evne til å gå tilbake til sin opprinnelige form etter at de eksterne kreftene er fjernet. Det observeres at kraften som kreves for å holde en elastisk fjær strekt, er proporsjonal med fjærens strakte lengde. Proportionalitetskonstanten er kjent som vårens konstant og betegnes ved bruk av k. Dette gir oss ligningen F = -kx. Minustegnet står for omvendt retning av x til kraften. Vårkonstanten er definert som den kraften som kreves for å strekke fjæren med enhetslengden. Enhetene til vårdekonstanten er Newton per meter. Vårkonstanten er en egenskap av objektet. Den elastiske potensielle energien til systemet er mengden arbeid som kreves for å strekke det elastiske objektet med en gitt lengde x. Siden kraften som er påført F (x) = kx, er arbeidet som er gjort, lik integrasjonen av F (x) fra null til x, med hensyn til dx; det er lik kx²/ 2. Derfor er den potensielle energien kx²/ 2. Det må bemerkes at den potensielle energien til et objekt som er festet til enden av stangen, ikke er avhengig av objektets masse, men bare på vårens konstant og den strukte lengden.

Stivhetsfaktor (Youngs modulus)

Youngs modul er en meget viktig egenskap av materie og brukes til å karakterisere stivheten i materialet. Youngs modul er forholdet mellom trykket på objektet (stress) og objektets belastning. Siden stammen er dimensjonsløs, er enhetene til Youngs modul lik de trykkenhetene, som er Newton per kvadratmeter. For noen materialer er Youngs modulen konstant over noen spenningsområder. Disse materialene adlyder Hooke's lov og sies å være lineære materialer. Materialer som ikke har en konstant Youngs modul, er kjent som ikke-lineære materialer. Det må klart forstås at Youngs modul er en egenskap av materialet, ikke objektet. Ulike gjenstander laget med samme materiale vil ha samme Youngs modul. Youngs modul er oppkalt etter fysikeren Thomas Young. Youngs modul kan også defineres som det nødvendige trykket med en enhetstast på materialet. Selv om enhetene til Youngs modul er Pascal, er det ikke mye brukt. Store enheter som Mega Pascal eller Gigapascal er de nyttige enhetene.