Hva er Youngs Modulus?

Youngs Modulus er et mål på hvor vanskelig det er å komprimere et materiale, for eksempel stål.Den måler trykk og beregnes vanligvis i form av Pascals (PA).Det brukes ofte av fysikere for å bestemme belastning, en måling av hvordan et materiale, reagerer på et trykk, for eksempel å bli presset eller strukket.

Interatomiske krefter eller kreftene som holder et materiale sammen er sterkt assosiert med en forståelse av Youngs -modul.Atomene i et faststoff utøver både frastøtende, eller negative, og attraktive, eller positive krefter på hverandre.Kreftene atomene skaper bare oppnår en balanse når de er perfekt atskilt.For eksempel, hvis atomene skyves for tett sammen, eller hvis de er atskilt for langt fra hverandre, vil atomene ikke lenger være i perfekt balanse.Når de ikke lenger er i balanse, vil de motsette seg handlingen som blir brukt på dem.

De stivere interatomiske kreftene er, jo større Youngs modulusverdi vil være, og jo mer vil materialet motsette seg handlingen.For eksempel, hvis de interatomiske kreftene er stive, vil Youngs -modulene være store, og materialet vil ikke krympe så mye når det blir presset.

Når du studerer fysikken i stål, må en forsker først huske at stål først og fremst er sammensattav jernatomer.Følgelig er Youngs -modulen stål omtrent den samme som Youngs -jernmodulen.Siden Youngs -jernmodulen er 195.000.000.000 PA eller 195 Gigapascals (GPA), anså det å være veldig stor og veldig vanskelig å komprimere.

Å forstå at stål er ekstremt vanskelig å komprimere er viktig i hverdagen.For eksempel kan den brukes til å konstruere bygninger og ikke bli komprimert, og ødelegge integriteten til bygningsstrukturen.En kube stål som bare er 1 meter (3,28 fot) i bredde, høyde og dybde, ville bare komprimere omtrent en mikron mens du støtter vekten på en skolebuss, på grunn av mengden trykk den tåler.Til sammenligning har en kube som består av de samme dimensjonene og er laget av bly en lavere verdi for Youngs -modul.Blykuben ville komprimere 14 ganger mer enn stålkuben.

Youngs -modul kan også brukes til å beregne spenning, der atomene trekkes fra hverandre i stedet for å presse sammen.I disse tilfellene er belastningen negativ fordi atomene er strukket i stedet for komprimert.Hovedkonseptet som bør forstås er at det i begge tilfeller er at stivheten til kreftene mellom atomene som måles mdash;Enten de blir komprimert eller strukket.Følgelig endres trykket beregnet for Youngs -modul ikke for noen av målinger.