Διαστατικός τύπος Συντελεστή Ελαστικότητας

Ο συντελεστής ελαστικότητας ή μέτρο ελαστικότητας είναι η μέτρηση της ελαστικής ιδιότητας ενός υλικού. Όταν ασκείται δύναμη σε ένα υλικό, η έκταση της παραμόρφωσής του ποικίλλει από υλικό σε υλικό. Αυτή η σταθερά δίνει μια ιδέα για το βαθμό παραμόρφωσης. Η ελαστικότητα αναπαρίσταται χρησιμοποιώντας δ.

Τύπος διαστάσεων

Ο τύπος διαστάσεων οποιασδήποτε σωματικής ποσότητας ορίζεται ως η έκφραση που αντιπροσωπεύει πώς και ποια από τα κάτω τμήματα προστατεύονται σε αυτήν την ποσότητα. Συμβολίζεται με το κλείσιμο των συμβόλων για τμήματα βάσης με κατάλληλη αντοχή σε ορθογώνια παρένθεση [].

Ένα παράδειγμα είναι ο τύπος διάστασης της μάζας που δίνεται ως [M].

Εφαρμογή της ανάλυσης διαστάσεων 

Στη φυσική της πραγματικής ζωής, η ανάλυση διαστάσεων είναι ένα κρίσιμο μέρος της μέτρησης. Χρησιμοποιούμε ανάλυση διαστάσεων για 3 βασικούς λόγους:

• Για να διασφαλίσετε ότι μια εξίσωση διαστάσεων είναι συνεπής.
• Προσδιορισμός της σχέσης μεταξύ φυσικών μεγεθών σε φυσικά φαινόμενα
• Για εναλλαγή από ένα σύστημα σε μονάδες ενός άλλου.
• Ανάπτυξη εξίσωσης ρευστών φαινομένων.
• Ο αριθμός των μεταβλητών που απαιτούνται σε μια εξίσωση μειώνεται.

Περιορισμοί της εξίσωσης διαστάσεων

• Η αρχή της ομοιογένειας των διαστάσεων δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τριγωνομετρικές και εκθετικές εκφράσεις. Η παραγωγή είναι πιο περίπλοκη και περίπλοκη.
• Οι όροι ή οι παράγοντες σύγκρισης είναι λιγότεροι.
• Η ορθότητα των φυσικών εκφράσεων εξαρτάται μόνο από την ισότητα των διαστάσεων.
• Χρησιμοποιείται κυρίως στην περίπτωση σταθερών διαστάσεων. Δεν μπορούμε να βρούμε την τιμή της αδιάστατης σταθεράς.

Διαστατικός τύπος συντελεστή ελαστικότητας

Εδώ, T_xy =F/A είναι η διατμητική τάση;

Ένα αντικείμενο δέχεται δύναμη F;

Μια περιοχή όπου ασκείται δύναμη είναι A;

Η διατμητική τάση είναι Y_xy =Δx/l;

Η εγκάρσια μετατόπιση αντιπροσωπεύεται από Δx.

Το αρχικό μήκος του υλικού είναι l

Είναι μια συγκεκριμένη μορφή του νόμου της ελαστικότητας του Hooke.

Γνωρίζουμε ότι η διάσταση της δύναμης =[M¹L¹ T-²]

διάσταση μήκους =[L¹]

διάσταση περιοχής =[L²]

διάσταση του Δx =[L]

Τώρα βάλτε τις τιμές στην εξίσωση

τύπος διαστάσεων Συντελεστής Ελαστικότητας =[M¹ L-¹ T-²]

Συντελεστής ελαστικότητας

• Συντελεστής ελαστικότητας είναι η μέτρηση της ελαστικής ιδιότητας οποιουδήποτε υλικού. Εκφράζεται ως η αναλογία στρες προς καταπόνηση.
• Με άλλα λόγια, το μέτρο ελαστικότητας ή ο συντελεστής ελαστικότητας μπορεί επίσης να οριστεί ως η ποσότητα τάσης που αναπτύσσεται μέσα σε ένα υλικό σε αντίσταση έναντι της εξωτερικής παραμορφωτικής δύναμης λόγω μοναδιαίας τάσης ονομάζεται συντελεστής ελαστικότητας.
• Ανάλογα με τους διαφορετικούς τύπους υλικών, το ορίζουμε συνήθως με 3 τρόπους:Young Modulus, Bulk Modulus και Shear Modulus. Σε όλα αυτά τα 3 είδη συντελεστών, η εξωτερική δύναμη δρα με τον ίδιο τρόπο, αλλά η μόνη διαφορά είναι ο τύπος της παραμόρφωσης που παρουσιάζει το αντικείμενο λόγω της εξωτερικής δύναμης.

Μονάδα Συντελεστή Ελαστικότητας (COE):

Η μονάδα SI για το COE είναι newton/m2 =Pascal 

Η ελαστικότητα και η συμπεριφορά της

• Όταν η εφαρμογή του στρες σταματά, το σώμα ανακτά το μοναδικό σχήμα και μέγεθος. Διάφορα υλικά παρουσιάζουν διαφορετική ελαστική συμπεριφορά.
• Η μελέτη της ευέλικτης συμπεριφοράς ενός υλικού είναι εξαιρετικά σημαντική. Σχεδόν κάθε σχέδιο σχεδίασης απαιτεί γνώση της ευέλικτης αγωγιμότητας ενός υλικού.
• Για παράδειγμα, κατά την κατασκευή μιας γέφυρας, η κυκλοφορία που μπορεί να αντέξει θα πρέπει να μετρηθεί σωστά εκ των προτέρων.
• Ομοίως, κατά την κατασκευή ενός γερανού για την ανύψωση φορτίων, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι η προέκταση του σχοινιού δεν υπερβαίνει το ελαστικό του όριο.
• Η ελαστική συμπεριφορά του υλικού που χρησιμοποιείται πρέπει πρώτα να ληφθεί υπόψη για να λυθεί το πρόβλημα της κάμψης υπό πίεση.

Ελαστική συμπεριφορά στερεών

Τα άτομα ή τα μόρια μέσα σε ένα στερεό σώμα μετατοπίζονται από τα καθορισμένα σημεία ή σταθερά σημεία τους (θέσεις ισορροπίας) όταν αυτό παραμορφώνεται, με αποτέλεσμα τη μετατόπιση των διατομικών και μοριακών αποστάσεων. Η διατομική δύναμη προσπαθεί να επιστρέψει το σώμα στην αρχική του θέση όταν αποσυρθεί αυτή η δύναμη. Ως αποτέλεσμα, το σώμα επιστρέφει στο προηγούμενο σχήμα του.

Έτσι, το υλικό μπορεί να παραμορφωθεί ανάλογα με τη δύναμη που εφαρμόζεται σε αυτό. Η δύναμη που προκαλεί την αλλαγή στη μετατόπιση αυτών των σωματιδίων είναι γνωστή ως δύναμη συστροφής.

Όπως γνωρίζουμε ότι κάθε δύναμη έχει αντίστροφη και ισοδύναμη δύναμη, η οποία ενεργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση. Αφού αποβληθεί η δύναμη παραμόρφωσης, αυτή η δύναμη ενθαρρύνει το σώμα να ανακτήσει την αρχική του κατάσταση.

Συμπέρασμα 

Σε αυτό το άρθρο, μάθαμε τα βασικά του συντελεστή ελαστικότητας και την ανάλυση διαστάσεων του. Οι ελαστικοί συντελεστές είναι πολύ σημαντικοί. Ενώ επιλέγουμε υλικό για διαφορετικούς σκοπούς. Για παράδειγμα, εάν χρειαζόμαστε ένα προϊόν που πρέπει να είναι εφελκυσμένο, τότε πρέπει να επιλέξουμε ένα υλικό με μεγαλύτερη τιμή ελαστικότητας.