Spring Constant vs Stiffness Factor
Hằng số lò xo và hệ số độ cứng là hai đại lượng rất quan trọng khi nghiên cứu lĩnh vực đàn hồi. Những đại lượng này đóng một vai trò quan trọng trong hầu hết các phép tính trong lĩnh vực này. Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về hệ số độ cứng và hằng số lò xo là gì, định nghĩa của chúng, ứng dụng của hệ số độ cứng và hằng số lò xo, những điểm tương đồng và cuối cùng là sự khác biệt giữa hệ số độ cứng và hằng số lò xo.
Spring Constant
Tính đàn hồi là một thuộc tính rất hữu ích của vật chất. Là khả năng vật liệu trở lại hình dạng ban đầu sau khi tác động ngoại lực. Quan sát thấy rằng lực cần thiết để lò xo đàn hồi bị dãn tỉ lệ với chiều dài lò xo bị dãn. Hằng số tỷ lệ được gọi là hằng số lò xo và được ký hiệu bằng cách sử dụng k. Điều này cho chúng ta phương trình F=-kx. Dấu trừ là viết tắt của chiều ngược lại của x đối với lực. Hằng số lò xo được định nghĩa là lực cần thiết để kéo lò xo theo đơn vị chiều dài. Đơn vị của hằng số lò xo là Newton trên mét. Hằng số lò xo là một tính chất của vật. Thế năng đàn hồi của hệ là lượng công cần thiết để kéo vật đàn hồi một đoạn x cho trước. Vì lực tác dụng F (x)=kx, công thực hiện bằng tích của F (x) từ 0 đến x, đối với dx; điều đó bằng kx2/ 2. Do đó, thế năng là kx2/ 2. Cần lưu ý rằng thế năng của bất kỳ vật nào gắn vào đầu thanh không phụ thuộc vào khối lượng của vật mà chỉ phụ thuộc vào hằng số lò xo và chiều dài bị dãn.
Yếu tố độ cứng (Young’s modulus)
Mô-đunYoung là một thuộc tính rất quan trọng của vật chất và được sử dụng để đặc trưng cho độ cứng của vật liệu. Young’s modulus là tỷ số giữa áp suất lên vật thể (ứng suất) và biến dạng của vật thể. Vì biến dạng là không có thứ nguyên, các đơn vị của mô đun Young bằng đơn vị của áp suất, là Newton trên mét vuông. Đối với một số vật liệu, mô đun Young là không đổi trong một số phạm vi ứng suất. Những vật liệu này tuân theo định luật Hooke và được cho là vật liệu tuyến tính. Vật liệu không có mô đun Young’s không đổi, được gọi là vật liệu phi tuyến tính. Cần phải hiểu rõ rằng Young’s modulus là một thuộc tính của vật liệu, không phải đối tượng. Các đồ vật khác nhau được làm bằng cùng một chất liệu sẽ có cùng mô đun Young. Mô-đun Young được đặt theo tên của nhà vật lý Thomas Young. Young’s modulus cũng có thể được định nghĩa là áp suất cần thiết để có một biến dạng đơn vị trên vật liệu. Mặc dù các đơn vị của Young’s modulus là Pascal, nó không được sử dụng rộng rãi. Các đơn vị lớn như Mega Pascal hoặc Gigapascal là các đơn vị hữu ích.
Sự khác biệt giữa hằng số lò xo và hệ số độ cứng là gì?
• Hằng số lò xo là một thuộc tính của đối tượng. Yếu tố độ cứng là một thuộc tính của vật liệu.
• Cùng một vật được làm từ các vật liệu khác nhau sẽ có hằng số lò xo khác nhau.
