Pavasario konstanta vs standumo koeficientas
Spyruoklės konstanta ir standumo koeficientas yra du labai svarbūs dydžiai tiriant elastingumo sritį. Šie kiekiai atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį beveik visuose šios srities skaičiavimuose. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra spyruoklės konstanta ir standumo koeficientas, jų apibrėžimus, standumo koeficiento ir spyruoklės konstantos taikymą, panašumus ir galiausiai skirtumą tarp standumo koeficiento ir spyruoklės konstantos.
Pavasario konstanta
Elastingumas yra labai naudinga materijos savybė. Tai medžiagų gebėjimas grįžti į pradinę formą pašalinus išorines jėgas. Pastebima, kad jėga, reikalinga elastinei spyruoklei išlaikyti ištemptą, yra proporcinga spyruoklės ištemptam ilgiui. Proporcingumo konstanta yra žinoma kaip spyruoklės konstanta ir žymima k. Tai suteikia mums lygtį F=-kx. Minuso ženklas reiškia atvirkštinę x kryptį jėgos atžvilgiu. Spyruoklės konstanta apibrėžiama kaip jėga, reikalinga spyruoklei ištempti pagal ilgio vienetą. Spyruoklės konstantos vienetai yra niutonas vienam metrui. Spyruoklės konstanta yra objekto savybė. Sistemos tamprioji potenciali energija yra darbo kiekis, kurio reikia tampriam objektui ištempti tam tikru ilgiu x. Kadangi veikiama jėga F(x)=kx, atliktas darbas yra lygus F(x) integracijai nuo nulio iki x, atsižvelgiant į dx; tai lygu kx2/2. Todėl potenciali energija yra kx2/2. Reikia pažymėti, kad bet kurio prie strypo galo pritvirtinto objekto potenciali energija priklauso ne nuo objekto masės, o tik nuo spyruoklės konstantos ir ištempto ilgio.
Standumo koeficientas (Youngo modulis)
Youngo modulis yra labai svarbi materijos savybė ir naudojamas apibūdinti medžiagos standumą. Youngo modulis yra objekto slėgio (įtempimo) ir objekto įtempimo santykis. Kadangi deformacija yra bematė, Youngo modulio vienetai yra lygūs slėgio vienetams, kurie yra Niutonas kvadratiniam metrui. Kai kurių medžiagų Youngo modulis yra pastovus esant tam tikram įtempių diapazonui. Šios medžiagos paklūsta Huko dėsniui ir laikomos linijinėmis medžiagomis. Medžiagos, kurios neturi pastovaus Youngo modulio, yra žinomos kaip nelinijinės medžiagos. Reikia aiškiai suprasti, kad Youngo modulis yra medžiagos, o ne objekto savybė. Skirtingi objektai, pagaminti naudojant tą pačią medžiagą, turės tą patį Youngo modulį. Youngo modulis pavadintas fiziko Thomaso Youngo vardu. Youngo modulis taip pat gali būti apibrėžtas kaip slėgis, reikalingas, kai medžiaga turi vienetinį įtempimą. Nors Youngo modulio vienetai yra Paskalis, jis nėra plačiai naudojamas. Naudingi yra dideli vienetai, pvz., Mega Pascal arba Gigapascal.
Kuo skiriasi spyruoklės konstanta ir standumo koeficientas?
• Spyruoklės konstanta yra objekto savybė. Standumo koeficientas yra medžiagos savybė.
• Tas pats objektas, pagamintas iš skirtingų medžiagų, turės skirtingas spyruoklių konstantas.
