Differenza tra il fattore costante della molla e la rigidità

Fattore di rigidità costante rispetto a rigidità

Il fattore di costante e di rigidità della molla sono due quantità molto importanti quando si studia il campo dell'elasticità. Queste quantità svolgono un ruolo vitale in quasi tutti i calcoli in questo campo. In questo articolo, discuteremo di cosa sono il fattore costante di rigidezza e rigidità, le loro definizioni, le applicazioni del fattore di rigidità e della costante di molla, le somiglianze e infine la differenza tra il fattore di rigidezza e la costante di molla.

Costante di primavera

L'elasticità è una proprietà molto utile della materia. È la capacità dei materiali di ritornare alla loro forma originale dopo la rimozione delle forze esterne. Si osserva che la forza richiesta per mantenere una molla elastica allungata è proporzionale alla lunghezza allungata della molla. La costante di proporzionalità è nota come costante di molla ed è indicata con k. Questo ci dà l'equazione F = -kx. Il segno meno indica la direzione inversa di x alla forza. La costante elastica è definita come la forza richiesta per allungare la molla per unità di lunghezza. Le unità della costante di primavera sono Newton per metro. La costante di primavera è una proprietà dell'oggetto. L'energia potenziale elastica del sistema è la quantità di lavoro necessaria per allungare l'oggetto elastico di una determinata lunghezza x. Poiché la forza applicata F (x) = kx, il lavoro svolto è uguale all'integrazione di F (x) da zero a x, rispetto a dx; è uguale a kx²/ 2. Pertanto, l'energia potenziale è kx²/ 2. Si deve notare che l'energia potenziale di qualsiasi oggetto attaccato all'estremità dell'asta non dipende dalla massa dell'oggetto ma solo dalla costante della molla e dalla lunghezza allungata.

Fattore di rigidità (modulo di Young)

Il modulo di Young è una proprietà molto importante della materia e viene utilizzato per caratterizzare la rigidità del materiale. Il modulo di Young è il rapporto tra la pressione sull'oggetto (stress) e la tensione dell'oggetto. Poiché la deformazione è senza dimensione, le unità del modulo di Young sono uguali alle unità di pressione, che è Newton per metro quadrato. Per alcuni materiali, il modulo di Young è costante su un certo range di stress. Questi materiali obbediscono alla legge di Hooke e si dice che siano materiali lineari. I materiali, che non hanno un modulo di Young costante, sono noti come materiali non lineari. Deve essere chiaro che il modulo di Young è una proprietà del materiale, non dell'oggetto. Oggetti diversi realizzati con lo stesso materiale avranno lo stesso modulo di Young. Il modulo di Young prende il nome dal fisico Thomas Young. Il modulo di Young può anche essere definito come la pressione richiesta con un carico dell'unità sul materiale. Anche se le unità del modulo di Young sono Pascal, non è ampiamente utilizzato. Grandi unità come Mega Pascal o Gigapascal sono le unità utili.