Diferença entre constante de mola e fator de rigidez

Fator de rigidez e constante de mola

A constante de mola e o fator de rigidez são duas grandezas muito importantes no estudo do campo da elasticidade. Essas quantidades desempenham um papel vital em quase todos os cálculos nesse campo. Neste artigo, discutiremos o que são constantes de mola e fator de rigidez, suas definições, aplicações de fator de rigidez e constante de mola, semelhanças e finalmente a diferença entre o fator de rigidez e a constante de mola.

Primavera constante

A elasticidade é uma propriedade muito útil da matéria. É a capacidade dos materiais retornarem à sua forma original após a remoção das forças externas. Observa-se que a força necessária para manter uma mola elástica esticada é proporcional ao comprimento esticado da mola. A constante de proporcionalidade é conhecida como constante de mola e é indicada usando k. Isso nos dá a equação F = -kx. O sinal de menos representa a direção inversa de x à força. A constante da mola é definida como a força necessária para esticar a mola pelo comprimento da unidade. As unidades da constante da mola são Newton por metro. A constante da mola é uma propriedade do objeto. A energia potencial elástica do sistema é a quantidade de trabalho necessária para esticar o objeto elástico por um determinado comprimento x. Como a força aplicada F (x) = kx, o trabalho realizado é igual à integração de F (x) de zero a x, em relação a dx; isso é igual a kx²/ 2 Portanto, a energia potencial é kx²/ 2 Deve-se notar que a energia potencial de qualquer objeto preso ao final da haste não depende da massa do objeto, mas apenas da constante da mola e do comprimento esticado.

Fator de rigidez (módulo de Young)

O módulo de Young é uma propriedade muito importante da matéria e é usado para caracterizar a rigidez do material. O módulo de Young é a razão entre a pressão no objeto (estresse) e a tensão do objeto. Como a tensão é adimensional, as unidades do módulo de Young são iguais às unidades de pressão, que é Newton por metro quadrado. Para alguns materiais, o módulo de Young é constante em algumas faixas de estresse. Esses materiais obedecem à lei de Hooke e são considerados materiais lineares. Os materiais, que não possuem um módulo de Young constante, são conhecidos como materiais não lineares. Deve-se entender claramente que o módulo de Young é uma propriedade do material, não do objeto. Objetos diferentes feitos com o mesmo material terão o mesmo módulo de Young. O módulo de Young é nomeado após o físico Thomas Young. O módulo de Young também pode ser definido como a pressão necessária com uma tensão unitária no material. Embora as unidades do módulo de Young sejam Pascal, ele não é amplamente utilizado. Unidades grandes, como Mega Pascal ou Gigapascal, são as unidades úteis.