ثابت الربيع مقابل عامل الصلابة
ثابت الربيع وعامل الصلابة كميتان مهمتان للغاية عند دراسة مجال المرونة. تلعب هذه الكميات دورًا حيويًا في جميع العمليات الحسابية تقريبًا في هذا المجال. في هذه المقالة ، سنناقش ماهية ثابت الزنبرك وعامل الصلابة ، وتعريفاتها ، وتطبيقات عامل الصلابة وثابت الزنبرك ، وأوجه التشابه ، وأخيرًا الفرق بين عامل الصلابة وثابت الزنبرك.
ثابت الربيع
المرونة هي خاصية مفيدة للغاية للمادة. هي قدرة المواد على العودة إلى شكلها الأصلي بعد إزالة القوى الخارجية.ويلاحظ أن القوة المطلوبة للحفاظ على شد زنبرك مرن تتناسب مع طول الزنبرك الممتد. يُعرف ثابت التناسب بثابت الزنبرك ويُرمز إليه باستخدام k. هذا يعطينا المعادلة F=-kx. تشير علامة الطرح إلى الاتجاه العكسي لـ x للقوة. يُعرَّف ثابت الزنبرك بأنه القوة المطلوبة لتمديد الزنبرك حسب طول الوحدة. وحدات ثابت الربيع هي نيوتن لكل متر. ثابت الربيع هو خاصية للكائن. الطاقة الكامنة المرنة للنظام هي مقدار الشغل المطلوب لتمديد الجسم المرن بطول معين x. بما أن القوة المطبقة F (x)=kx ، فإن الشغل المبذول يساوي تكامل F (x) من صفر إلى x ، بالنسبة إلى dx ؛ هذا يساوي kx2/ 2. لذلك ، الطاقة الكامنة هي kx2/ 2. وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة الكامنة لأي جسم متصل بنهاية القضيب لا تعتمد على كتلة الجسم ولكن فقط على ثابت الزنبرك والطول الممتد.
عامل الصلابة (معامل يونغ)
معامل يونغ هو خاصية مهمة جدًا للمادة ويستخدم لوصف صلابة المادة. معامل يونغ هو نسبة الضغط على الجسم (الإجهاد) إلى إجهاد الجسم. نظرًا لأن الانفعال بلا أبعاد ، فإن وحدات معامل يونج تساوي وحدات الضغط ، وهي نيوتن لكل متر مربع. بالنسبة لبعض المواد ، يكون معامل يونج ثابتًا على نطاق معين من الإجهاد. تخضع هذه المواد لقانون هوك ويقال إنها مواد خطية. تُعرف المواد ، التي لا تحتوي على معامل يونغ الثابت ، بالمواد غير الخطية. يجب أن يكون مفهوماً بوضوح أن معامل يونغ هو خاصية للمادة ، وليس للكائن. سيكون للكائنات المختلفة المصنوعة باستخدام نفس المادة نفس معامل يونغ. تمت تسمية معامل يونغ على اسم الفيزيائي توماس يونغ. يمكن تعريف معامل يونغ أيضًا على أنه الضغط المطلوب مع وجود إجهاد وحدة على المادة.على الرغم من أن وحدات معامل يونج هي باسكال ، إلا أنها لا تُستخدم على نطاق واسع. الوحدات الكبيرة مثل Mega Pascal أو Gigapascal هي الوحدات المفيدة.
ما الفرق بين ثابت الزنبرك وعامل الصلابة؟
• ثابت الزنبرك هو خاصية للكائن. عامل الصلابة هو خاصية للمادة
• نفس الشيء المصنوع من مواد مختلفة سيكون له ثوابت زنبركية مختلفة.
