Ero kevään vakion ja jäykkyyskerroimen välillä

Kevään vakio vs. jäykkyyskerroin

Jousvakio ja jäykkyyskerroin ovat kaksi erittäin tärkeää suuruutta, kun tutkitaan joustokenttää. Nämä määrät ovat tärkeässä asemassa melkein kaikissa tämän alan laskelmissa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä jousvakio ja jäykkyyskerroin ovat, niiden määritelmät, jäykkyyskertoimen ja jousvakion sovellukset, yhtäläisyydet ja lopuksi ero jäykkyyskerroimen ja jousvakion välillä.

Jousivakio

Joustavuus on erittäin hyödyllinen aineen ominaisuus. Materiaalien kyky palata alkuperäiseen muotoonsa ulkoisten voimien poistamisen jälkeen. On havaittu, että elastisen jousen venyttämiseen tarvittava voima on verrannollinen jousen venytettyyn pituuteen. Suhteellisuusvakiota kutsutaan jousvakioksi ja sitä merkitään k: llä. Tämä antaa meille yhtälön F = -kx. Miinusmerkki tarkoittaa x: n käänteistä suuntaa voimaan nähden. Jousvakio määritellään voimana, joka tarvitaan jousen venyttämiseen yksikköpituudella. Jousvakion yksiköt ovat newtonia metriä kohti. Jousvakio on esineen ominaisuus. Järjestelmän elastinen potentiaalienergia on työn määrä, joka tarvitaan elastisen esineen venyttämiseen tietyllä pituudella x. Koska käytetty voima F (x) = kx, tehty työ on yhtä suuri kuin F (x): n integraatio nollasta x: iin dx: n suhteen; joka on yhtä suuri kuin kx²/ 2. Siksi potentiaalienergia on kx²/ 2. On huomattava, että minkään sauvan päähän kiinnitetyn esineen potentiaalienergia ei riipu esineen massasta, vaan vain jousvakiosta ja venytetystä pituudesta.

Jäykkyyskerroin (Youngin moduuli)

Youngin moduuli on erittäin tärkeä aineen ominaisuus ja sitä käytetään karakterisoimaan materiaalin jäykkyys. Youngin moduuli on esineeseen kohdistuvan paineen (jännityksen) suhde esineen kantaan. Koska venymä on mitaton, Youngin moduulin yksiköt ovat yhtä suuret kuin paineyksiköt, jotka ovat Newtonit neliömetriltä. Joidenkin materiaalien osalta Youngin moduuli on vakio joillakin jännitysalueilla. Nämä materiaalit noudattavat Hooken lakia ja niiden sanotaan olevan lineaarisia materiaaleja. Materiaaleja, joilla ei ole vakio Youngin moduulia, kutsutaan epälineaarisiksi materiaaleiksi. On selvästi ymmärrettävä, että Youngin moduuli on materiaalin, ei esineen ominaisuus. Eri esineillä, jotka on valmistettu samalla materiaalilla, on sama Youngin moduuli. Youngin moduuli on nimetty fyysikko Thomas Youngin mukaan. Youngin moduuli voidaan myös määritellä tarvittavaksi paineeksi, jolla on yksikön rasitus materiaalille. Vaikka Youngin moduulin yksiköt ovat Pascal, sitä ei käytetä laajasti. Suuret yksiköt, kuten Mega Pascal tai Gigapascal, ovat hyödyllisiä yksiköitä.