Pavasara konstante pret stinguma koeficientu
Atsperes konstante un stinguma koeficients ir divi ļoti svarīgi lielumi, pētot elastības jomu. Šiem daudzumiem ir būtiska nozīme gandrīz visos aprēķinos šajā jomā. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir atsperes konstante un stinguma koeficients, to definīcijas, stinguma koeficienta un atsperes konstantes pielietojumi, līdzības un visbeidzot atšķirība starp stinguma koeficientu un atsperes konstanti.
pavasara konstante
Elastība ir ļoti noderīga matērijas īpašība. Tā ir materiālu spēja atgriezties sākotnējā formā pēc ārējo spēku noņemšanas. Tiek novērots, ka spēks, kas nepieciešams elastīgas atsperes nostiepšanai, ir proporcionāls atsperes izstieptajam garumam. Proporcionalitātes konstante ir pazīstama kā atsperes konstante un tiek apzīmēta ar k. Tas dod mums vienādojumu F=-kx. Mīnusa zīme apzīmē x pretējo virzienu spēkam. Atsperes konstante ir definēta kā spēks, kas nepieciešams, lai izstieptu atsperi pēc garuma vienības. Atsperes konstantes mērvienības ir ņūtons uz metru. Atsperes konstante ir objekta īpašība. Sistēmas elastīgā potenciālā enerģija ir darba apjoms, kas nepieciešams, lai elastīgo objektu izstieptu par noteiktu garumu x. Tā kā pieliktais spēks F(x)=kx, paveiktais darbs ir vienāds ar F(x) integrāciju no nulles līdz x attiecībā pret dx; kas ir vienāds ar kx2/2. Tāpēc potenciālā enerģija ir kx2/2. Jāņem vērā, ka jebkura stieņa galā piestiprināta objekta potenciālā enerģija nav atkarīga no objekta masas, bet tikai no atsperes konstantes un izstieptā garuma.
Stinguma koeficients (Younga modulis)
Junga modulis ir ļoti svarīga matērijas īpašība, un to izmanto, lai raksturotu materiāla stingrību. Janga modulis ir spiediena uz objektu (sprieguma) attiecība pret objekta deformāciju. Tā kā deformācija ir bezizmēra, Janga moduļa vienības ir vienādas ar spiediena vienībām, kas ir Ņūtons uz kvadrātmetru. Dažiem materiāliem Younga modulis ir nemainīgs noteiktā sprieguma diapazonā. Šie materiāli atbilst Huka likumam un tiek uzskatīti par lineāriem materiāliem. Materiālus, kuriem nav nemainīga Janga moduļa, sauc par nelineāriem materiāliem. Ir skaidri jāsaprot, ka Janga modulis ir materiāla, nevis objekta īpašība. Dažādiem objektiem, kas izgatavoti, izmantojot vienu un to pašu materiālu, būs vienāds Younga modulis. Janga modulis ir nosaukts fiziķa Tomasa Jaga vārdā. Jangsa moduli var definēt arī kā spiedienu, kas nepieciešams materiāla slodzei. Lai gan Janga moduļa vienības ir Paskāls, tas netiek plaši izmantots. Noderīgas ir lielas vienības, piemēram, Mega Pascal vai Gigapascal.
Kāda ir atšķirība starp atsperes konstanti un stinguma koeficientu?
• Atsperes konstante ir objekta īpašība. Stingrības koeficients ir materiāla īpašība.
• Vienam un tam pašam priekšmetam, kas izgatavots no dažādiem materiāliem, būs atšķirīgas atsperes konstantes.
