Vårkonstant vs styvhetsfaktor
Fjäderkonstant och styvhetsfaktor är två mycket viktiga storheter när man studerar elasticitetsfältet. Dessa kvantiteter spelar en avgörande roll i nästan alla beräkningar på detta område. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad fjäderkonstant och styvhetsfaktor är, deras definitioner, tillämpningar av styvhetsfaktor och fjäderkonstant, likheter och slutligen skillnaden mellan styvhetsfaktor och fjäderkonstant.
vårkonstant
Elasticitet är en mycket användbar egenskap hos materia. Det är materialens förmåga att återgå till sin ursprungliga form efter att de yttre krafterna har avlägsnats. Det observeras att kraften som krävs för att hålla en elastisk fjäder sträckt är proportionell mot fjäderns sträckta längd. Proportionalitetskonstanten är känd som fjäderkonstanten och betecknas med k. Detta ger oss ekvationen F=-kx. Minustecknet står för den omvända riktningen av x till kraften. Fjäderkonstanten definieras som den kraft som krävs för att sträcka fjädern med längdenhet. Enheterna för fjäderkonstanten är Newton per meter. Fjäderkonstanten är en egenskap hos objektet. Systemets elastiska potentiella energi är mängden arbete som krävs för att sträcka det elastiska föremålet med en given längd x. Eftersom kraften som appliceras F(x)=kx, är det utförda arbetet lika med integrationen av F(x) från noll till x, med avseende på dx; som är lika med kx2/2. Därför är den potentiella energin kx2/2. Det måste noteras att den potentiella energin för något föremål som är fäst vid änden av stången inte beror på föremålets massa utan bara på fjäderkonstanten och den sträckta längden.
Styvhetsfaktor (Youngs modul)
Youngs modul är en mycket viktig egenskap hos materia och används för att karakterisera materialets styvhet. Youngs modul är förhållandet mellan trycket på objektet (stress) och töjningen av objektet. Eftersom töjningen är dimensionslös är enheterna för Youngs modul lika med enheterna för tryck, vilket är Newton per kvadratmeter. För vissa material är Youngs modul konstant över ett visst spänningsområde. Dessa material följer Hookes lag och sägs vara linjära material. Material, som inte har en konstant Youngs modul, är kända som icke-linjära material. Det måste tydligt förstås att Youngs modul är en egenskap hos materialet, inte objektet. Olika föremål tillverkade av samma material kommer att ha samma Youngs modul. Youngs modul är uppkallad efter fysikern Thomas Young. Youngs modul kan också definieras som det tryck som krävs med en enhetlig belastning på materialet. Även om enheterna för Youngs modul är Pascal är den inte allmänt använd. Stora enheter som Mega Pascal eller Gigapascal är användbara enheter.
Vad är skillnaden mellan fjäderkonstant och styvhetsfaktor?
• Fjäderkonstanten är en egenskap hos objektet. Styvhetsfaktorn är en egenskap hos materialet.
• Samma föremål tillverkat av olika material kommer att ha olika fjäderkonstanter.
