Forskellen mellem forårskonstant og stivhedsfaktor

Forårskonstant vs stivhedsfaktor

Fjederkonstant og stivhedsfaktor er to meget vigtige mængder, når man studerer området for elasticitet. Disse mængder spiller en vigtig rolle i næsten alle beregninger på dette felt. I denne artikel skal vi diskutere, hvad fjederkonstant og stivhedsfaktor er, deres definitioner, anvendelser af stivhedsfaktor og fjederkonstant, ligheder og endelig forskellen mellem stivhedsfaktor og fjederkonstant.

Forårskonstant

Elasticitet er en meget nyttig egenskab ved materien. Det er materialernes evne til at vende tilbage til deres oprindelige form, efter at de ydre kræfter er fjernet. Det bemærkes, at den krævede kraft for at holde en elastisk fjeder strækket er proportional med fjederens strækkede længde. Proportionalitetskonstanten kaldes fjederkonstanten og betegnes ved hjælp af k. Dette giver os ligningen F = -kx. Minustegnet står for den modsatte retning af x til styrken. Fjederkonstanten defineres som den krævede kraft til strækning af fjederen efter enhedslængde. Enhederne på fjederkonstanten er Newton per meter. Fjederkonstanten er en egenskab ved objektet. Systemets elastiske potentielle energi er den mængde arbejde, der kræves for at strække det elastiske objekt med en given længde x. Da kraften anvendt F (x) = kx, er det udførte arbejde lig med integrationen af ​​F (x) fra nul til x med hensyn til dx; det er lig med kx²/ 2. Derfor er den potentielle energi kx²/ 2. Det skal bemærkes, at den potentielle energi for ethvert objekt fastgjort til enden af ​​stangen ikke afhænger af objektets masse, men kun af fjederkonstanten og den strækkede længde.

Stivhedsfaktor (Youngs modul)

Youngs modul er en meget vigtig egenskab ved stof og bruges til at karakterisere materialets stivhed. Youngs modul er forholdet mellem trykket på objektet (spænding) og objektets belastning. Da belastningen er dimensionsløs, er enhederne i Youngs modul lig med tryk enhederne, hvilket er Newton pr. Kvadratmeter. For nogle materialer er Youngs modul konstant over et vist spændingsområde. Disse materialer overholder Hookes lov og siges at være lineære materialer. Materialer, der ikke har en konstant Youngs modul, er kendt som ikke-lineære materialer. Det skal klart forstås, at Youngs modul er en egenskab ved materialet, ikke objektet. Forskellige objekter lavet ved hjælp af det samme materiale vil have den samme Youngs modul. Youngs modul er opkaldt efter fysikeren Thomas Young. Youngs modul kan også defineres som det krævede tryk med en enhedsbelastning på materialet. Selvom enhederne i Youngs modul er Pascal, bruges den ikke meget. Store enheder som Mega Pascal eller Gigapascal er de nyttige enheder.