Konstanta opruge u odnosu na faktor krutosti
Konstanta opruge i faktor krutosti dvije su vrlo važne veličine pri proučavanju polja elastičnosti. Ove veličine igraju vitalnu ulogu u gotovo svim izračunima u ovom području. U ovom članku raspravljat ćemo o tome što su konstanta opruge i faktor krutosti, njihove definicije, primjene faktora krutosti i konstante opruge, sličnosti i konačno razlika između faktora krutosti i konstante opruge.
konstanta opruge
Elastičnost je vrlo korisno svojstvo materije. To je sposobnost materijala da se vrate u svoj izvorni oblik nakon uklanjanja vanjskih sila. Uočeno je da je sila potrebna da elastična opruga ostane rastegnuta proporcionalna istegnutoj duljini opruge. Konstanta proporcionalnosti poznata je kao konstanta opruge i označava se pomoću k. To nam daje jednadžbu F=-kx. Znak minus označava obrnuti smjer x od sile. Konstanta opruge definirana je kao sila potrebna za rastezanje opruge za jediničnu duljinu. Jedinice konstante opruge su Newton po metru. Konstanta opruge je svojstvo objekta. Elastična potencijalna energija sustava je količina rada koja je potrebna da se rastegne elastični objekt za zadanu duljinu x. Budući da je primijenjena sila F(x)=kx, izvršeni rad je jednak integraciji F(x) od nule do x, s obzirom na dx; koji je jednak kx2/2. Stoga je potencijalna energija kx2/2. Mora se primijetiti da potencijalna energija bilo kojeg predmeta pričvršćenog na kraj šipke ne ovisi o masi predmeta, već samo o konstanti opruge i rastegnutoj duljini.
Faktor krutosti (Youngov modul)
Youngov modul je vrlo važno svojstvo materije i koristi se za karakterizaciju krutosti materijala. Youngov modul je omjer pritiska na objekt (naprezanje) i deformacije objekta. Budući da je deformacija bez dimenzija, jedinice Youngovog modula jednake su jedinici tlaka, što je Newton po kvadratnom metru. Za neke materijale, Youngov modul je konstantan u nekom rasponu naprezanja. Ovi materijali poštuju Hookeov zakon i za njih se kaže da su linearni materijali. Materijali koji nemaju konstantan Youngov modul poznati su kao nelinearni materijali. Mora se jasno shvatiti da je Youngov modul svojstvo materijala, a ne objekta. Različiti predmeti izrađeni od istog materijala imat će isti Youngov modul. Youngov modul nazvan je po fizičaru Thomasu Youngu. Youngov modul također se može definirati kao pritisak koji je potreban za jedinično naprezanje materijala. Iako su jedinice Youngovog modula Pascal, on se ne koristi široko. Velike jedinice kao što su Mega Pascal ili Gigapascal su korisne jedinice.
Koja je razlika između konstante opruge i faktora krutosti?
• Konstanta opruge je svojstvo objekta. Faktor krutosti je svojstvo materijala.
• Isti predmet napravljen od različitih materijala imat će različite konstante opruge.
