Interested Article - Коэффициент упругости

Коэффицие́нт упру́гости , иногда также коэффицие́нт Гу́ка , жёсткость пружи́ны , — коэффициент, связывающий в законе Гука удлинение упругого тела и возникающую вследствие этого удлинения силу упругости . Применяется в механике твердого тела в разделе упругости . Обозначается буквой k , иногда D или c . Имеет единицу измерения Н / м или кг/с 2 СИ ), дин /см или г/с 2 СГС ).

Коэффициент упругости численно равен силе , которую надо приложить к пружине , чтобы её длина изменилась на единицу расстояния .

Определение и свойства

Коэффициент упругости по определению равен силе упругости , делённой на изменение длины пружины:

Коэффициент упругости зависит как от свойств материала , так и от размеров упругого тела. Так, для упругого стержня можно выделить зависимость от размеров стержня ( площади поперечного сечения и длины ), записав коэффициент упругости как Величина называется модулем Юнга и, в отличие от коэффициента упругости, зависит только от свойств материала стержня .

Жёсткость деформируемых тел при их соединении

Параллельное соединение пружин.
Последовательное соединение пружин.

При соединении нескольких упруго деформируемых тел (далее для краткости — пружин ) общая жёсткость системы будет меняться. При параллельном соединении жёсткость увеличивается, при последовательном — уменьшается.

Параллельное соединение

При параллельном соединении пружин с жёсткостями, равными жёсткость системы равна сумме жёсткостей, то есть

Последовательное соединение

При последовательном соединении пружин с жёсткостями, равными общая жёсткость определяется из уравнения:

Жёсткость некоторых деформируемых тел

Стержень постоянного сечения

Однородный стержень постоянного сечения, упруго деформируемый вдоль оси, имеет коэффициент жёсткости

где

Е модуль Юнга , зависящий только от материала, из которого выполнен стержень;
S — площадь поперечного сечения;
L 0 — длина стержня.

Цилиндрическая витая пружина

Витая цилиндрическая пружина сжатия.

Витая цилиндрическая пружина сжатия или растяжения, намотанная из цилиндрической проволоки и упруго деформируемая вдоль оси, имеет коэффициент жёсткости

где

d D — диаметр проволоки;
d F — диаметр намотки (измеряемый от оси проволоки);
n — число витков;
G модуль сдвига (для обычной стали G ≈ 80 ГПа , для пружинной стали G ≈ 78.5 ГПа, для меди ~ 45 ГПа ).

См. также

Источники и примечания

  1. . 30 июня 2012 года.
  2. Dieter Meschede, Christian Gerthsen. Physik. — Springer, 2004. — P. в « Книгах Google ».
  3. Bruno Assmann. Technische Mechanik: Kinematik und Kinetik. — Oldenbourg, 2004. — P. в « Книгах Google ».
  4. . Дата обращения: 22 мая 2012. Архивировано из 13 октября 2012 года.
  5. . Дата обращения: 22 мая 2012. 15 февраля 2013 года.
Источник —

Same as Коэффициент упругости