Nella scienza, cos'è il modulo di taglio?

Il modulo di taglio, che viene spesso definito anche il modulo di rigidità o modulo di torsione, è una misura della natura rigida o rigida di diversi tipi di materiali solidi.Deriva dal rapporto dei materiali tra il suo valore di sollecitazione di taglio e quello della tensione di taglio.Lo stress da taglio è un valore di quanta forza viene applicata a un'area quadrata di un materiale, di solito misurata nei valori di pressione dei pascal.La tensione è la quantità che il materiale è deformato sotto stress diviso per la sua lunghezza originale.Il valore del modulo a taglio è sempre un numero positivo ed è espresso come una quantità di forza per unità di area, che è generalmente registrata come gigapascals metrica (GPA) perché i valori sono più pratici degli equivalenti inglesi.

Poiché i gigapascali sono pari a miliardi di pascals di forza per unità di area, i numeri del modulo di taglio possono talvolta sembrare ingannevolmente piccoli.Un esempio di come possono essere dimostrati valori di modulo di taglio grandi quando vengono convertiti in valori inglesi di libbre per pollice quadrato (lb/in ² ).Si stima che il diamante abbia un modulo di rigidità di 478 GPa (69.328.039 lb/in ² ), alluminio puro uno di 26 GPA (3.770.981 libbre/in ² ) e gamme di gomma da 0,0002 a 0,001 GPA (29 a 145lb/in ² ).Per rendere queste unità più pratiche con i numeri inglesi, la pratica è esprimerle in kips per pollice quadrato, in cui un KIP è pari a un peso di 1.000 libbre.

più una sostanza più difficile è, maggiore è il suo valore del modulo di taglio, a secondasulla temperatura ambiente quando viene misurato il valore.Man mano che il valore del modulo di taglio aumenta, ciò indica che è necessaria una quantità molto maggiore di forza o stress per filtrare o deformarlo lungo il piano della direzione della forza.I valori di deformazione stessi tendono ad essere piuttosto piccoli, tuttavia, nei calcoli, poiché la deformazione è solo una misura di deformazione di un materiale solido prima di rompere o fratture.La maggior parte dei solidi come i metalli si estenderà solo una piccola quantità prima di abbattere.

L'eccezione a questa limitazione sui piccoli valori di deformazione sono materiali elastici come la gomma, che possono allungarsi molto prima di degradare.Questi materiali vengono spesso misurati invece usando il modulo di taglio dell'elasticità, che è anche un rapporto di stress rispetto a deformazione.I valori per il modulo dell'elasticità sui materiali si basano su quanto un materiale può essere allungato prima che subisca una deformazione permanente.

Il modulo dell'elasticità è spesso la stessa misurazione del modulo Youngs, che in particolare è una misura di stress lineare su un solidodefinito come deformazione longitudinale allo stress longitudinale.Un altro valore strettamente correlato in questa serie di misurazioni è il modulo di massa, che porta il modulo Youngs e lo applica a tutte e tre le dimensioni nello spazio.Il modulo sfuso misura l'elasticità di un solido quando la pressione per deformarsi viene universalmente applicata da tutti i lati ed è l'opposto di ciò che accade quando un materiale viene compresso.È un valore di sollecitazione volumetrica divisa per deformazione volumetrica e può essere visualizzato in un esempio come ciò che accadrebbe a un solido uniforme sotto pressione interna quando posto nel vuoto, che lo causerebbe ad espandersi in tutte le direzioni.