Rozdiel medzi konštantou pružnosti a faktorom tuhosti

Faktor jarnej konštanty verzus tuhosť

Pružinová konštanta a faktor tuhosti sú dve veľmi dôležité veličiny pri štúdiu oblasti pružnosti. Tieto množstvá zohrávajú zásadnú úlohu pri takmer všetkých výpočtoch v tejto oblasti. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, čo sú konštanty pružnosti a tuhosti, ich definície, aplikácie faktora tuhosti a konštanty pružiny, podobnosti a nakoniec rozdiel medzi faktorom tuhosti a pružinovou konštantou..

Spring Constant

Elasticita je veľmi užitočná vlastnosť hmoty. Je to schopnosť materiálov vrátiť sa do pôvodného tvaru po odstránení vonkajších síl. Je pozorované, že sila potrebná na udržanie napnutej pružnej pružiny je úmerná napnutej dĺžke pružiny. Konštancia proporcionality sa nazýva jarná konštanta a označuje sa pomocou k. Toto nám dáva rovnicu F = -kx. Znak mínus znamená opačný smer x k sile. Konštanta pružiny je definovaná ako sila potrebná na napínanie pružiny jednotkovou dĺžkou. Jednotkami jarnej konštanty sú Newton na meter. Pružinová konštanta je vlastnosťou objektu. Elastická potenciálna energia systému je množstvo práce, ktoré je potrebné na napnutie elastického predmetu danou dĺžkou x. Pretože použitá sila F (x) = kx, vykonaná práca sa rovná integrácii F (x) od nuly do x, vzhľadom na dx; to sa rovná kx²/ 2. Preto je potenciálna energia kx²/ 2. Je potrebné poznamenať, že potenciálna energia akéhokoľvek predmetu pripevneného na koniec tyče nezávisí od hmotnosti predmetu, ale iba od pružinovej konštanty a natiahnutej dĺžky..

Faktor tuhosti (Youngov modul)

Youngov modul je veľmi dôležitá vlastnosť hmoty a používa sa na charakterizáciu tuhosti materiálu. Youngov modul je pomer tlaku na objekt (napätie) k namáhaniu objektu. Pretože napätie je bezrozmerné, jednotky Youngovho modulu sa rovnajú jednotkám tlaku, čo je Newton na meter štvorcový. Pri niektorých materiáloch je Youngov modul pri určitom rozsahu napätia konštantný. Tieto materiály sa riadia Hookeho zákonom a sú považované za lineárne materiály. Materiály, ktoré nemajú konštantný Youngov modul, sú známe ako nelineárne materiály. Musí sa jasne pochopiť, že Youngov modul je vlastnosťou materiálu, nie objektu. Rôzne objekty vyrobené pomocou rovnakého materiálu budú mať rovnaký Youngov modul. Youngov modul je pomenovaný po fyzikovi Thomasovi Youngovi. Youngov modul môže byť tiež definovaný ako požadovaný tlak, ktorý má jednotkové zaťaženie materiálu. Aj keď sú jednotky Youngovho modulu pascalom, nie sú bežne používané. Užitočné jednotky sú veľké jednotky ako Mega Pascal alebo Gigapascal.