Šiame palyginime analizuojami skirtingi medžiagų reakcijos į išorinę jėgą būdai, lyginant laikiną elastingumo deformaciją su nuolatiniais struktūriniais plastiškumo pokyčiais. Jame nagrinėjama pagrindinė atominė mechanika, energijos transformacijos ir praktinės inžinerinės implikacijos tokioms medžiagoms kaip guma, plienas ir molis.
Medžiagos fizinė savybė, leidžianti jai grįžti į pradinę formą ir dydį, kai pašalinama jėga.
Medžiagos polinkis patirti nuolatinę deformaciją nesutrūkstant, kai ji veikiama įtempio.
| Funkcija | Elastingumas | Plastiškumas |
|---|---|---|
| Grįžtamumas | Visiškai grįžtamas iškrovus | Nuolatinis; negrįžta į pradinę būseną |
| Atominė mechanika | Ryšiai tempiasi, bet lieka nepažeisti | Obligacijos nutrūksta ir reformuojasi naujose pozicijose |
| Energijos kaupimas | Potenciali energija kaupiama ir atgaunama | Energija prarandama kaip vidinė šiluma |
| Reikalinga jėga | Žemesnis nei medžiagos takumo riba | Viršija medžiagos takumo ribą |
| Struktūriniai pokyčiai | Jokių nuolatinių vidinių pertvarkymų | Nuolatinis atomų / molekulių perkėlimas |
| Huko dėsnis | Paprastai laikosi tiesinio ryšio | Nesilaiko tiesinių įtempių ir deformacijų taisyklių |
| Praktinis naudingumas | Smūgių absorbcija ir energijos kaupimas | Gamyba, kalimas ir liejimas |
Tamprumo srityje medžiagos deformacija yra tiesiogiai proporcinga taikomai apkrovai, o tai reiškia, kad padvigubinus jėgą, tempimas padvigubėja. Kai įtempis viršija „takumo ribą“, medžiaga patenka į plastiškumo sritį, kur ji toliau deformuojasi, net jei jėga išlieka pastovi. Šio perėjimo supratimas yra gyvybiškai svarbus inžinieriams, siekiant užtikrinti, kad pastatai ir tiltai niekada nepaliktų tamprumo diapazono esant įprastoms apkrovoms.
Elastingumas atsiranda, kai atomai šiek tiek atitraukiami nuo savo pusiausvyros padėčių, bet lieka užfiksuoti pradinėje gardelės išsidėstymo vietoje. Plastiškumas apima reiškinį, vadinamą „dislokacijos judėjimu“, kai ištisos atomų plokštumos slysta viena pro kitą. Kai šie sluoksniai pasislenka, jie nusistovi naujose pusiausvyros padėtyse, todėl medžiaga negali „grįžti“ į ankstesnę formą.
Elastinga medžiaga veikia kaip mechaninės energijos akumuliatorius; tempiant lanką, energija kaupiama kaip elastinė potencialinė energija, kol ji išlaisvinama. Tačiau plastinė deformacija yra daug energijos reikalaujantis procesas, kurio metu mechaninis darbas paverčiamas šiluma dėl vidinės trinties. Štai kodėl metalinė viela liečiant yra šilta, jei ją greitai lenkiate pirmyn ir atgal, kol ji deformuojasi arba lūžta.
Plastiškumas yra pagrindinė savybė, lemianti tąsumą (metalo traukimą į vielas) ir lankstumą (metalo kalimą į lakštus). Medžiagos, pasižyminčios dideliu plastiškumu, gali būti formuojamos į sudėtingas formas nesutrūkinėjant, o tai labai svarbu automobilių kėbulų plokštėms ir papuošalams. Elastingos medžiagos yra pageidaujamos komponentams, kurie turi atlaikyti milijonus judėjimo ciklų, pavyzdžiui, variklio vožtuvų spyruokles, neprarasdami savo formos.
Elastinės medžiagos visada yra „tamprios“, kaip ir guma.
Moksline prasme plienas iš tikrųjų yra elastingesnis nei guma, nes jo elastingumo modulis yra didesnis. Nors guma gali labiau išsitempti, plienas po didelio įtempimo grįžta į pradinę formą daug didesniu tikslumu ir jėga.
Plastiškumas yra tas pats, kas būti pagamintam iš „plastiko“.
Fizikoje plastiškumas reiškia materijos elgsenos savybę, o ne konkrečią medžiagą. Tokie metalai kaip auksas ir švinas pasižymi itin dideliu plastiškumu, todėl juos lengva formuoti, nors jie akivaizdžiai nėra polimerai ar „plastikai“ šnekamąja prasme.
Trapios medžiagos yra elastingiausios.
Trapios medžiagos, tokios kaip stiklas ar keramika, dažnai yra labai elastingos, tačiau jų elastingumo diapazonas yra labai siauras, o plastiškumas beveik nulinis. Jos idealiai grįžta į savo formą, kol pasiekia ribą, o tada akimirksniu subyra, o ne deformuojasi visam laikui.
Kai medžiaga plastiškai deformuojasi, ji sulaužoma.
Plastinė deformacija nereiškia, kad medžiaga sugedo ar prarado savo stiprumą. Iš tiesų, daugelis metalų plastinės deformacijos metu patiria „grūdėjimą“, dėl kurio jie tampa stipresni ir kietesni nei buvo pradinėje būsenoje.
Rinkitės didelio elastingumo medžiagą, kai reikia, kad komponentas sugertų vibraciją arba po naudojimo grįžtų į tam tikrą formą. Rinkitės didelio plastiškumo medžiagą, kai reikia visam laikui formuoti, kalti ar suteikti gaminiui konkrečią geometriją.
Šiame palyginime nagrinėjami esminiai kintamosios srovės (AC) ir nuolatinės srovės (DC) – dviejų pagrindinių elektros energijos srautų – skirtumai. Jame aptariamas jų fizinis elgesys, generavimo būdas ir kodėl šiuolaikinė visuomenė, teikdama energiją viskam – nuo nacionalinių elektros tinklų iki nešiojamųjų išmaniųjų telefonų, – pasikliauja strateginiu abiejų deriniu.
Šis išsamus palyginimas paaiškina skirtumą tarp atomų, pavienių pagrindinių elementų vienetų, ir molekulių, kurios yra sudėtingos struktūros, susidarančios cheminių jungčių būdu. Jame pabrėžiami jų stabilumo, sudėties ir fizinio elgesio skirtumai, suteikiant pagrindinį materijos supratimą tiek studentams, tiek mokslo entuziastams.
Šiame išsamiame palyginime nagrinėjami du pagrindiniai šviesos sąveikos su paviršiais ir terpėmis būdai. Atspindys apima šviesos atspindėjimą nuo ribos, o refrakcija apibūdina šviesos lenkimąsi jai pereinant į kitą medžiagą, ir abu šiuos būdus lemia skirtingi fizikiniai dėsniai ir optinės savybės.
Šiame palyginime nagrinėjami esminiai skirtumai ir istorinė įtampa tarp materijos ir šviesos bangų ir dalelių modelių. Nagrinėjama, kaip klasikinė fizika juos laikė vienas kitą paneigiančiais dariniais, kol kvantinė mechanika nepristatė revoliucinės bangų ir dalelių dualumo koncepcijos, kai kiekvienas kvantinis objektas, priklausomai nuo eksperimentinės aplinkos, pasižymi abiejų modelių savybėmis.
Šis palyginimas paaiškina esminį skirtumą tarp įcentrinių ir išcentrinių jėgų sukimosi dinamikoje. Nors įcentrinė jėga yra reali fizinė sąveika, traukianti objektą link jo trajektorijos centro, išcentrinė jėga yra inercinė „tariamoji“ jėga, jaučiama tik besisukančioje atskaitos sistemoje.
