Différence entre la constante de ressort et le facteur de rigidité

Facteur de rigidité constant vs à ressort

La constante de ressort et le facteur de rigidité sont deux quantités très importantes lors de l'étude du champ d'élasticité. Ces quantités jouent un rôle vital dans presque tous les calculs dans ce domaine. Dans cet article, nous allons discuter de la constante de ressort et du facteur de rigidité, leurs définitions, les applications du facteur de rigidité et de la constante de ressort, des similitudes et enfin la différence entre le facteur de rigidité et la constante de ressort.

À ressort constant

L'élasticité est une propriété très utile de la matière. C'est la capacité des matériaux à revenir à leur forme d'origine après la suppression des forces externes. On observe que la force nécessaire pour maintenir un ressort élastique étiré est proportionnel à la longueur étirée du ressort. La constante de proportionnalité est connue sous le nom de constante de ressort et est notée en utilisant k. Cela nous donne l'équation f = -kx. Le signe moins représente la direction inverse de X à la force. La constante de ressort est définie comme la force requise pour étirer le ressort par longueur unitaire. Les unités de la constante de printemps sont Newton par mètre. La constante de ressort est une propriété de l'objet. L'énergie potentielle élastique du système est la quantité de travail nécessaire pour étirer l'objet élastique d'une longueur donnée x. Étant donné que la force appliquée f (x) = kx, le travail effectué est égal à l'intégration de f (x) de zéro à x, par rapport à dx; qui est égal à Kx²/ 2. Par conséquent, l'énergie potentielle est KX²/ 2. Il faut noter que l'énergie potentielle de tout objet attaché à l'extrémité de la tige ne dépend pas de la masse de l'objet mais uniquement de la constante de ressort et de la longueur étirée.

Facteur de rigidité (Module de Young)

Le module de Young est une propriété très importante de la matière et est utilisée pour caractériser la rigidité du matériau. Le module de Young est le rapport de la pression sur l'objet (contrainte) à la déformation de l'objet. Puisque la contrainte est sans dimension, les unités du module de Young sont égales aux unités de pression, qui est Newton par mètre carré. Pour certains matériaux, le module des jeunes est constant sur une certaine plage de stress. Ces matériaux obéissent à la loi de Hooke et seraient des matériaux linéaires. Les matériaux, qui n'ont pas de module Young constant, sont appelés matériaux non linéaires. Il faut comprendre clairement que le module de Young est une propriété du matériel, pas l'objet. Différents objets fabriqués en utilisant le même matériau auront le même module Young. Le module des jeunes est nommé d'après le physicien Thomas Young. Le module de Young peut également être défini comme la pression requise avec une tension unitaire sur le matériau. Même si les unités du module de Young sont Pascal, elle n'est pas largement utilisée. Les grandes unités telles que Mega Pascal ou Gigapascal sont les unités utiles.