Mòdul d'elasticitat vs mòdul de rigidesa | Mòdul elàstic vs mòdul de cisalla
El mòdul d'elasticitat i el mòdul de rigidesa són dues propietats de la matèria. Aquestes propietats són molt importants en el disseny i la implementació de dissenys mecànics i estructurals. Aquests conceptes són molt importants per entendre la mecànica i l'estàtica adequades dels sistemes sòlids. Per tenir una comprensió clara en camps com l'enginyeria i la física, cal una comprensió clara d'aquests conceptes. En aquest article, parlarem de què són els mòduls d'elasticitat i mòduls de rigidesa, les seves aplicacions, definicions de mòduls d'elasticitat i mòduls de rigidesa, les seves diferències i, finalment, la diferència entre aquests dos.
Mòdul de rigidesa (mòdul de cisalla)
L'esforç tallant és una força de deformació. Quan s'aplica una força tangencial a una superfície sòlida, el sòlid tendeix a "torçar-se". Perquè això passi, el sòlid ha d'estar fixat, de manera que no es pugui moure en la direcció de la força. La unitat de l'esforç tallant és Newton per metre quadrat o comunament conegut com a Pascal. Sabem que Pascal també és la unitat de pressió. Tanmateix, la definició de pressió és la força normal a la superfície dividida per l'àrea, mentre que la definició de tensió de tall és la força paral·lela a la superfície per unitat d'àrea. El parell que actua sobre un objecte fix també pot produir esforç tallant. Per definició, no només els sòlids sinó també els fluids poden tenir un esforç tallant. Els objectes tenen una propietat anomenada mòdul de cisalla, que ens indica fins a quin punt es girarà l'objecte per a un esforç de cisalla donat. Això depèn de la forma, mida, material i temperatura de l'objecte. L'esforç tallant de les construccions i l'enginyeria de l'automòbil té un paper principal en el disseny i la implementació del disseny.
Mòdul d'elasticitat
L'elasticitat és una propietat molt útil de la matèria. És la capacitat dels materials per tornar a la seva forma original després d'eliminar qualsevol força externa. S'observa que la força necessària per mantenir estirada una vareta elàstica és proporcional a la longitud estirada de la vareta. El mòdul d'elasticitat és la tendència d'un objecte a deformar-se elàsticament quan s'aplica una força externa. La definició del mòdul elàstic és la relació entre la tensió i la deformació. L'estrès és la força restauradora provocada per la deformació de les molècules. L'estrès es dóna com a pressió. La deformació és la relació entre la longitud deformada i la longitud original de l'objecte. La tensió és una quantitat adimensional. Per tant, el mòdul d'elasticitat també té les dimensions de la tensió, que és Newton per metre quadrat o Pascal.
Quina diferència hi ha entre el mòdul d'elasticitat i el mòdul de rigidesa?
• El mòdul de rigidesa és vàlid tant per a deformacions elàstiques com no elàstiques, mentre que el mòdul d'elasticitat només és vàlid per a deformacions elàstiques.
• La deformació elàstica es defineix per a les forces normals a la superfície mentre que el mòdul de rigidesa es defineix per a les forces que actuen al llarg de la superfície paral·lela a aquesta.
• La deformació del mòdul d'elasticitat és lineal mentre que la deformació del mòdul de rigidesa és circular.
