Kevadkonstant vs jäikusetegur
Vedrukonstant ja jäikusetegur on elastsuse valdkonna uurimisel kaks väga olulist suurust. Need kogused mängivad olulist rolli peaaegu kõigis selle valdkonna arvutustes. Selles artiklis käsitleme, mis on vedrukonstant ja jäikustegur, nende määratlused, jäikusteguri ja vedrukonstandi rakendused, sarnasused ja lõpuks jäikusteguri ja vedrukonstandi erinevus.
Kevadkonstant
Elastsus on mateeria väga kasulik omadus. See on materjalide võime taastada oma algne kuju pärast välisjõudude eemaldamist. Täheldatakse, et elastse vedru venituse hoidmiseks vajalik jõud on võrdeline vedru venitatud pikkusega. Proportsionaalsuskonstanti nimetatakse vedrukonstandiks ja seda tähistatakse k-ga. See annab meile võrrandi F=-kx. Miinusmärk tähistab x-i vastupidist suunda jõu suhtes. Vedrukonstant on defineeritud kui jõud, mis on vajalik vedru venitamiseks pikkuseühiku võrra. Vedrukonstandi ühikud on njuutonid meetri kohta. Vedrukonstant on objekti omadus. Süsteemi elastne potentsiaalne energia on töö hulk, mis on vajalik elastse objekti venitamiseks etteantud pikkuse x võrra. Kuna rakendatud jõud F(x)=kx, on tehtud töö võrdne F(x) integreerimisega nullist x-ni dx suhtes; see on võrdne kx2/2. Seetõttu on potentsiaalne energia kx2/2. Tuleb märkida, et ühegi varda otsa kinnitatud objekti potentsiaalne energia ei sõltu objekti massist, vaid ainult vedrukonstandist ja venitatud pikkusest.
Jäikustegur (Youngi moodul)
Youngi moodul on aine väga oluline omadus ja seda kasutatakse materjali jäikuse iseloomustamiseks. Youngi moodul on objektile avaldatava rõhu (pinge) ja objekti pinge suhe. Kuna deformatsioon on mõõtmeteta, on Youngi mooduli ühikud võrdsed rõhu ühikutega, milleks on Newton ruutmeetri kohta. Mõne materjali puhul on Youngi moodul teatud pingevahemikus konstantne. Need materjalid järgivad Hooke'i seadust ja neid peetakse lineaarseteks materjalideks. Materjale, millel puudub konstantne Youngi moodul, nimetatakse mittelineaarseteks materjalideks. Tuleb selgelt mõista, et Youngi moodul on materjali, mitte objekti omadus. Samast materjalist valmistatud erinevatel objektidel on sama Youngi moodul. Youngi moodul on nime saanud füüsik Thomas Youngi järgi. Youngi moodulit saab defineerida ka kui rõhku, mis on vajalik materjali ühikulise pinge korral. Kuigi Youngi mooduli ühikud on Pascal, ei kasutata seda laialdaselt. Kasulikud ühikud on suured ühikud, nagu Mega Pascal või Gigapascal.
Mis vahe on vedrukonstandil ja jäikusteguril?
• Vedrukonstant on objekti omadus. Jäikustegur on materjali omadus.
• Samal objektil, mis on valmistatud erinevatest materjalidest, on erinevad vedrukonstandid.
