Μέτρο ελαστικότητας έναντι συντελεστή ακαμψίας | Μέτρο ελαστικότητας έναντι συντελεστή διάτμησης
Ο συντελεστής ελαστικότητας και ο συντελεστής ακαμψίας είναι δύο ιδιότητες της ύλης. Αυτές οι ιδιότητες είναι πολύ σημαντικές για το σχεδιασμό και την υλοποίηση μηχανικών και δομικών σχεδίων. Αυτές οι έννοιες είναι πολύ σημαντικές για την κατανόηση της σωστής μηχανικής και στατικής των στερεών συστημάτων. Για να έχουμε σαφή κατανόηση σε τομείς όπως η μηχανική και η φυσική, απαιτείται σαφής κατανόηση αυτών των εννοιών. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε ποιος είναι ο συντελεστής ελαστικότητας και ο συντελεστής ακαμψίας, οι εφαρμογές τους, οι ορισμοί του συντελεστή ελαστικότητας και του συντελεστή ακαμψίας, οι διαφορές τους και τέλος η διαφορά μεταξύ αυτών των δύο.
Μέτρο ακαμψίας (Μέτρο διάτμησης)
Η διατμητική τάση είναι δύναμη παραμόρφωσης. Όταν εφαρμόζεται μια δύναμη εφαπτομενική σε μια στερεά επιφάνεια, το στερεό τείνει να «στρίβεται». Για να συμβεί αυτό, το στερεό πρέπει να στερεωθεί, ώστε να μην μπορεί να κινηθεί προς την κατεύθυνση της δύναμης. Η μονάδα διατμητικής τάσης είναι το Newton ανά μέτρο στο τετράγωνο ή κοινώς γνωστό ως Pascal. Γνωρίζουμε ότι ο Πασκάλ είναι επίσης η μονάδα πίεσης. Ωστόσο, ο ορισμός της πίεσης είναι η δύναμη κάθετη προς την επιφάνεια διαιρούμενη με την περιοχή, ενώ ο ορισμός της διατμητικής τάσης είναι η δύναμη παράλληλη προς την επιφάνεια ανά μονάδα επιφάνειας. Η ροπή που επενεργεί σε ένα σταθερό αντικείμενο μπορεί επίσης να προκαλέσει διατμητική τάση. Εξ ορισμού, όχι μόνο τα στερεά αλλά και τα ρευστά μπορούν να έχουν διατμητική τάση. Τα αντικείμενα έχουν μια ιδιότητα που ονομάζεται μέτρο διάτμησης, η οποία μας λέει πόσο μακριά θα συστραφεί το αντικείμενο για μια δεδομένη διατμητική τάση. Αυτό εξαρτάται από το σχήμα, το μέγεθος, το υλικό και τη θερμοκρασία του αντικειμένου. Η διατμητική τάση των κατασκευών και η μηχανική του αυτοκινήτου διαδραματίζουν κύριο ρόλο στο σχεδιασμό και την υλοποίηση του σχεδιασμού.
Μέτρο ελαστικότητας
Η ελαστικότητα είναι μια πολύ χρήσιμη ιδιότητα της ύλης. Είναι η ικανότητα των υλικών να επανέρχονται στο αρχικό τους σχήμα αφού αφαιρεθούν τυχόν εξωτερικές δυνάμεις. Παρατηρείται ότι η δύναμη που απαιτείται για να διατηρηθεί τεντωμένη μια ελαστική ράβδος είναι ανάλογη με το τεντωμένο μήκος της ράβδου. Μέτρο ελαστικότητας είναι η τάση ενός αντικειμένου να παραμορφώνεται ελαστικά όταν ασκείται εξωτερική δύναμη. Ο ορισμός του συντελεστή ελαστικότητας είναι ο λόγος της τάσης προς την παραμόρφωση. Το στρες είναι η δύναμη επαναφοράς που προκαλείται από την παραμόρφωση των μορίων. Το άγχος δίνεται ως πίεση. Η παραμόρφωση είναι η αναλογία του παραμορφωμένου μήκους προς το αρχικό μήκος του αντικειμένου. Το στέλεχος είναι μια αδιάστατη ποσότητα. Επομένως, ο συντελεστής ελαστικότητας έχει επίσης τις διαστάσεις της τάσης, που είναι Newton ανά τετραγωνικό μέτρο ή Pascal.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του συντελεστή ελαστικότητας και του συντελεστή ακαμψίας;
• Ο συντελεστής ακαμψίας ισχύει τόσο για ελαστικές όσο και για μη ελαστικές παραμορφώσεις ενώ ο συντελεστής ελαστικότητας ισχύει μόνο για ελαστικές παραμορφώσεις.
• Η ελαστική παραμόρφωση ορίζεται για δυνάμεις κάθετες προς την επιφάνεια ενώ ο συντελεστής ακαμψίας ορίζεται για δυνάμεις που δρουν κατά μήκος της επιφάνειας παράλληλη προς αυτήν.
• Η παραμόρφωση για το μέτρο ελαστικότητας είναι γραμμική ενώ η παραμόρφωση για το μέτρο ακαμψίας είναι κυκλική.
