מודול גמישות מול מודול קשיחות | מודול אלסטי לעומת מודול גזירה
מודול גמישות ומודול קשיחות הם שתי תכונות של חומר. מאפיינים אלו חשובים מאוד בתכנון ויישום עיצובים מכניים ומבניים. מושגים אלו חשובים מאוד בהבנת המכניקה והסטטיקה הנכונה של מערכות מוצקות. כדי לקבל הבנה ברורה בתחומים כמו הנדסה ופיזיקה, נדרשת הבנה ברורה במושגים אלו. במאמר זה, אנו הולכים לדון מהו מודול הגמישות ומודול הקשיחות, היישומים שלהם, ההגדרות של מודול האלסטיות ומודול הקשיחות, ההבדלים ביניהם ולבסוף ההבדל בין שני אלה.
Modulus of Rigidity (Shear Modulus)
מתח גזירה הוא כוח דפורמציה. כאשר מופעל כוח משיק למשטח מוצק, המוצק נוטה "להתפתל". כדי שזה יקרה, יש לקבע את המוצק, כך שלא יוכל לנוע לכיוון הכוח. יחידת מתח הגזירה היא ניוטון למטר בריבוע או הידוע בכינויו פסקל. אנחנו יודעים שפסקל היא גם יחידת הלחץ. עם זאת, ההגדרה של לחץ היא הכוח הנורמלי למשטח חלקי השטח, ואילו ההגדרה של מתח גזירה היא הכוח המקביל למשטח ליחידת שטח. מומנט הפועל על עצם קבוע יכול גם לייצר מתח גזירה. בהגדרה, לא רק למוצקים אלא גם לנוזלים יכולים להיות מתח גזירה. לאובייקטים יש תכונה הנקראת מודול הגזירה, שאומר לנו עד כמה האובייקט יתפתל עבור מתח גזירה נתון. זה תלוי בצורה, בגודל, בחומר ובטמפרטורה של האובייקט. מתח גזירה של קונסטרוקציות והנדסת רכב ממלא תפקיד מרכזי בתכנון ויישום התכנון.
מודול של גמישות
גמישות היא תכונה שימושית מאוד של החומר. זוהי היכולת של החומרים לחזור לצורתם המקורית לאחר הסרת כוחות חיצוניים כלשהם. יש לציין כי הכוח הנדרש כדי לשמור על מוט אלסטי מתוח הוא פרופורציונלי לאורך המתוח של המוט. מודול האלסטיות הוא הנטייה של חפץ להתעוות בצורה אלסטית כאשר מופעל כוח חיצוני. ההגדרה של מודול האלסטי היא היחס בין המתח למתח. הלחץ הוא כוח השיקום הנגרם כתוצאה מהדפורמציה של המולקולות. לחץ ניתן כלחץ. מתח הוא היחס בין האורך המעוות לאורך המקורי של האובייקט. מתח היא כמות חסרת מימד. לכן, למודול האלסטיות יש גם את ממדי הלחץ, שהם ניוטון למ ר או פסקל.
מה ההבדל בין מודול האלסטיות למודול הקשיחות?
• מודול הקשיחות תקף גם לעיוותים אלסטיים וגם לא-אלסטיים בעוד מודול האלסטיות תקף רק לעיוותים אלסטיים.
• דפורמציה אלסטית מוגדרת עבור כוחות נורמליים למשטח בעוד מודול הקשיחות מוגדר עבור כוחות הפועלים לאורך המשטח המקביל לו.
• העיוות עבור מודול האלסטיות הוא ליניארי בעוד שהעיוות עבור מודול הקשיחות הוא עגול.
