1. प्रत्यास्थ स्थिरांक क्या है? (What is Elastic Constant?)

प्रत्यास्थ स्थिरांक (Elastic Constant) एक मापदंड है जो किसी वस्तु की प्रत्यास्थता को दर्शाता है। यह बताता है कि किसी वस्तु में विक्षेपण उत्पन्न करने के लिए कितनी ऊर्जा या बल की आवश्यकता होती है। प्रत्यास्थ स्थिरांक का मान अधिक होने का अर्थ है कि वस्तु को विक्षेपित करना कठिन होगा।

2. प्रत्यास्थ स्थिरांक के प्रकार (Types of Elastic Constants)

• यंग मापांक (Young’s Modulus, Y): रेखीय विकृति के लिए बल और विकृति के अनुपात को मापता है। इसे रेखीय प्रत्यास्थता मापांक भी कहा जाता है।
  Y = तनाव / विकृति = Stress / Strain
• आयतन मापांक (Bulk Modulus, K): किसी वस्तु के आयतन में बदलाव के अनुपात में लगने वाले बल को मापता है।
  K = – (दाब परिवर्तन / आयतन में परिवर्तन) = – (ΔP / ΔV / V)
• शीयर मापांक (Shear Modulus, η): किसी वस्तु के आकार में बदलाव के अनुपात में लगने वाले बल को मापता है, जबकि आयतन स्थिर रहता है।
  η = (शीयर तनाव / शीयर विकृति) = (Shear Stress / Shear Strain)

3. प्रत्यास्थ स्थिरांक के अनुप्रयोग (Applications of Elastic Constants)

• निर्माण कार्य: यंग मापांक का उपयोग संरचनात्मक निर्माण में किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि सामग्री बलों का सामना कर सकती है।
• अत्यधिक दबाव वाली प्रणालियाँ: आयतन मापांक का उपयोग अत्यधिक दबाव वाली प्रणालियों जैसे पनडुब्बियों और गहरे समुद्र के उपकरणों में किया जाता है।
• शॉक एब्जॉर्बर: शीयर मापांक का उपयोग शॉक एब्जॉर्बर और अन्य उपकरणों में किया जाता है ताकि वे झटकों को सोख सकें और विकृति को कम कर सकें।

4. उदाहरण (Example)

मान लें कि एक धातु की छड़ पर 100 N का बल लगाया गया है, जिससे 0.5% की विकृति उत्पन्न होती है। यदि यंग मापांक 200 × 10⁹ N/m² है, तो तनाव (Stress) होगा:

तनाव = यंग मापांक × विकृति = 200 × 10⁹ × 0.005 = 1 × 10⁹ N/m²