Federkonstante vs. Steifigkeitsfaktor
Federkonstante und Steifigkeitsfaktor sind zwei sehr wichtige Größen, wenn man das Gebiet der Elastizität untersucht. Diese Größen spielen bei fast allen Berechnungen auf diesem Gebiet eine entscheidende Rolle. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Federkonstante und Steifigkeitsfaktor sind, ihre Definitionen, Anwendungen von Steifigkeitsfaktor und Federkonstante, Ähnlichkeiten und schließlich den Unterschied zwischen Steifigkeitsfaktor und Federkonstante.
Frühlingskonstante
Elastizität ist eine sehr nützliche Eigenschaft von Materie. Es ist die Fähigkeit der Materialien, in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren, nachdem die äußeren Kräfte entfernt wurden. Es wird beobachtet, dass die Kraft, die erforderlich ist, um eine elastische Feder gedehnt zu h alten, proportional zur gedehnten Länge der Feder ist. Die Proportionalitätskonstante ist als Federkonstante bekannt und wird mit k bezeichnet. Daraus ergibt sich die Gleichung F=-kx. Das Minuszeichen steht für die umgekehrte Richtung von x zur Kraft. Die Federkonstante ist definiert als die Kraft, die erforderlich ist, um die Feder um eine Längeneinheit zu dehnen. Die Einheit der Federkonstante ist Newton pro Meter. Die Federkonstante ist eine Eigenschaft des Objekts. Die elastische potentielle Energie des Systems ist die Arbeit, die erforderlich ist, um das elastische Objekt um eine gegebene Länge x zu dehnen. Da die ausgeübte Kraft F(x)=kx ist, ist die verrichtete Arbeit gleich der Integration von F(x) von Null bis x in Bezug auf dx; das ist gleich kx2/2. Daher ist die potentielle Energie kx2/2. Es muss beachtet werden, dass die potentielle Energie eines am Ende des Stabs befestigten Objekts nicht von der Masse des Objekts abhängt, sondern nur von der Federkonstante und der gestreckten Länge.
Steifigkeitsfaktor (E-Modul)
Der Elastizitätsmodul ist eine sehr wichtige Eigenschaft von Materie und wird verwendet, um die Steifigkeit des Materials zu charakterisieren. Der Elastizitätsmodul ist das Verhältnis des Drucks auf das Objekt (Spannung) zur Dehnung des Objekts. Da die Dehnung dimensionslos ist, sind die Einheiten des Elastizitätsmoduls gleich den Druckeinheiten, also Newton pro Quadratmeter. Bei einigen Materialien ist der Elastizitätsmodul über einen bestimmten Spannungsbereich konstant. Diese Materialien gehorchen dem Hookeschen Gesetz und werden als lineare Materialien bezeichnet. Materialien, die keinen konstanten Elastizitätsmodul haben, werden als nichtlineare Materialien bezeichnet. Es muss klar verstanden werden, dass der Elastizitätsmodul eine Eigenschaft des Materials ist, nicht des Objekts. Unterschiedliche Objekte, die aus demselben Material hergestellt wurden, haben denselben Elastizitätsmodul. Der Elastizitätsmodul ist nach dem Physiker Thomas Young benannt. Der Elastizitätsmodul kann auch als der Druck definiert werden, der erforderlich ist, um eine Einheitsdehnung auf das Material auszuüben. Obwohl die Einheiten des Elastizitätsmoduls Pascal sind, ist es nicht weit verbreitet. Große Einheiten wie Megapascal oder Gigapascal sind die nützlichen Einheiten.
Was ist der Unterschied zwischen Federkonstante und Steifigkeitsfaktor?
• Die Federkonstante ist eine Eigenschaft des Objekts. Der Steifigkeitsfaktor ist eine Eigenschaft des Materials.
• Derselbe Gegenstand aus verschiedenen Materialien hat unterschiedliche Federkonstanten.
