Verschil tussen veerconstante en stijfheidsfactor

Lente Constant vs Stijfheidsfactor

Veerconstante en stijfheidsfactor zijn twee zeer belangrijke hoeveelheden bij het bestuderen van het gebied van elasticiteit. Deze hoeveelheden spelen een cruciale rol in bijna alle berekeningen op dit gebied. In dit artikel gaan we bespreken wat verenconstante en stijfheidsfactor zijn, hun definities, toepassingen van stijfheidsfactor en veerconstante, overeenkomsten en tenslotte het verschil tussen de stijfheidsfactor en de veerconstante.

Lente Constant

Elasticiteit is een zeer nuttige eigenschap van materie. Het is het vermogen van de materialen om terug te keren naar hun oorspronkelijke vorm nadat de externe krachten zijn verwijderd. Opgemerkt wordt dat de kracht die vereist is om een ​​elastische veer uitgerekt te houden evenredig is met de uitgerekte lengte van de veer. De proportionaliteitsconstante staat bekend als de veerconstante en wordt aangegeven met k. Dit geeft ons de vergelijking F = -kx. Het minteken staat voor de omgekeerde richting van x naar de kracht. De veerconstante wordt gedefinieerd als de kracht die nodig is om de veer per lengte-eenheid uit te rekken. De eenheden van de veerconstante zijn Newton per meter. De veerconstante is een eigenschap van het object. De elastische potentiële energie van het systeem is de hoeveelheid werk die nodig is om het elastische object met een gegeven lengte x uit te rekken. Aangezien de kracht F (x) = kx heeft toegepast, is het uitgevoerde werk gelijk aan de integratie van F (x) van nul tot x, met betrekking tot dx; dat is gelijk aan kx²/ 2. Daarom is de potentiële energie kx²/ 2. Opgemerkt moet worden dat de potentiële energie van een object bevestigd aan het uiteinde van de staaf niet afhankelijk is van de massa van het object, maar alleen van de veerconstante en de uitgerekte lengte.

Stijfheidsfactor (Young's modulus)

Young's modulus is een zeer belangrijke eigenschap van materie en wordt gebruikt om de stijfheid van het materiaal te karakteriseren. Young's modulus is de verhouding van de druk op het object (spanning) tot de rek van het object. Omdat spanning dimensieloos is, zijn de eenheden van Young's modulus gelijk aan de eenheden van druk, wat Newton per vierkante meter is. Voor sommige materialen is de Young-modulus constant over een bepaald aantal stress. Deze materialen zijn in overeenstemming met de Wet van Hooke en zouden lineaire materialen zijn. Materialen die geen constante Young-modulus hebben, worden ook wel niet-lineaire materialen genoemd. Het moet duidelijk worden begrepen dat Young's modulus een eigenschap is van het materiaal, niet het object. Verschillende objecten gemaakt met hetzelfde materiaal hebben dezelfde Young-modulus. De Young's modulus is vernoemd naar de natuurkundige Thomas Young. Young's modulus kan ook worden gedefinieerd als de vereiste druk met een eenheidsbelasting op het materiaal. Hoewel de eenheden van Young's modulus Pascal zijn, wordt deze niet algemeen gebruikt. Grote eenheden zoals Mega Pascal of Gigapascal zijn de nuttige eenheden.