स्प्रिंग कॉन्स्टेंट बनाम स्टिफनेस फैक्टर
लचीलापन के क्षेत्र का अध्ययन करते समय वसंत स्थिरांक और कठोरता कारक दो बहुत महत्वपूर्ण मात्राएँ हैं। ये मात्राएँ इस क्षेत्र में लगभग सभी गणनाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इस लेख में, हम चर्चा करने जा रहे हैं कि वसंत स्थिरांक और कठोरता कारक क्या हैं, उनकी परिभाषाएं, कठोरता कारक और वसंत स्थिरांक के अनुप्रयोग, समानताएं और अंत में कठोरता कारक और वसंत स्थिरांक के बीच का अंतर।
वसंत स्थिरांक
लोच पदार्थ का एक बहुत ही उपयोगी गुण है। यह बाहरी ताकतों को हटा दिए जाने के बाद सामग्री की अपने मूल आकार में लौटने की क्षमता है।यह देखा गया है कि लोचदार वसंत को फैलाए रखने के लिए आवश्यक बल वसंत की खींची गई लंबाई के समानुपाती होता है। आनुपातिकता स्थिरांक को स्प्रिंग नियतांक के रूप में जाना जाता है और इसे k का उपयोग करके निरूपित किया जाता है। यह हमें समीकरण F=-kx देता है। माइनस साइन बल के लिए x की विपरीत दिशा को दर्शाता है। वसंत स्थिरांक को इकाई लंबाई द्वारा वसंत को खींचने के लिए आवश्यक बल के रूप में परिभाषित किया गया है। स्प्रिंग नियतांक की इकाई न्यूटन प्रति मीटर है। वसंत स्थिरांक वस्तु का एक गुण है। सिस्टम की लोचदार संभावित ऊर्जा उस कार्य की मात्रा है जो लोचदार वस्तु को दी गई लंबाई x तक फैलाने के लिए आवश्यक है। चूँकि F(x)=kx पर लगाया गया बल, dx के सापेक्ष F(x) के शून्य से x तक के समाकलन के बराबर है; यह kx2/2 के बराबर है। इसलिए, स्थितिज ऊर्जा kx2/2 है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि छड़ के अंत से जुड़ी किसी भी वस्तु की स्थितिज ऊर्जा वस्तु के द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि केवल वसंत स्थिरांक और खींची गई लंबाई पर निर्भर करती है।
कठोरता कारक (यंग का मापांक)
यंग का मापांक पदार्थ का एक बहुत ही महत्वपूर्ण गुण है और इसका उपयोग सामग्री की कठोरता को दर्शाने के लिए किया जाता है। यंग का मापांक वस्तु पर दबाव (तनाव) और वस्तु के तनाव का अनुपात है। चूंकि तनाव आयामहीन है, यंग के मापांक की इकाइयाँ दबाव की इकाइयों के बराबर होती हैं, जो न्यूटन प्रति वर्ग मीटर है। कुछ सामग्रियों के लिए, यंग का मापांक तनाव की कुछ सीमा पर स्थिर होता है। ये पदार्थ हुक के नियम का पालन करते हैं और इन्हें रैखिक पदार्थ कहा जाता है। वे पदार्थ जिनमें एक स्थिर यंग मापांक नहीं होता है, अरैखिक पदार्थ कहलाते हैं। यह स्पष्ट रूप से समझा जाना चाहिए कि यंग का मापांक सामग्री का गुण है, वस्तु का नहीं। एक ही सामग्री का उपयोग करके बनाई गई विभिन्न वस्तुओं में एक ही यंग मापांक होगा। यंग के मापांक का नाम भौतिक विज्ञानी थॉमस यंग के नाम पर रखा गया है। यंग के मापांक को सामग्री पर एक इकाई तनाव के लिए आवश्यक दबाव के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है।यंग के मापांक की इकाइयाँ पास्कल होने के बावजूद इसका व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। मेगा पास्कल या गिगापास्कल जैसी बड़ी इकाइयाँ उपयोगी इकाइयाँ हैं।
वसंत स्थिरांक और कठोरता कारक में क्या अंतर है?
• स्प्रिंग नियतांक वस्तु का गुण है। कठोरता कारक सामग्री की एक संपत्ति है।
• विभिन्न सामग्रियों से बनी एक ही वस्तु में अलग-अलग स्प्रिंग स्थिरांक होंगे।
