Obsah
Keď uvažujete o robustných materiáloch, ktoré podopierajú most alebo budovu, možno nebudete myslieť na elasticitu. Pri určovaní pružnosti materiálov Youngov modul určuje napätie a napätie. Tento mechanický znak elasticity predpovedá, ako sa pevný materiál bude deformovať pri určitej sile. Pretože existuje priamo úmerný vzťah medzi napätím a deformáciou, graf predstavuje pomer medzi ťahovým napätím a deformáciou.
Výpočty modulov Younga sa vzťahujú na elasticitu
Výpočty z Youngovho modulu závisia od použitej sily, typu materiálu a oblasti materiálu. Napätie média sa týka pomeru aplikovanej sily vzhľadom na plochu prierezu. Kmeň tiež berie do úvahy zmenu dĺžky materiálu vzhľadom na jeho pôvodnú dĺžku.
Najprv zmeráte počiatočnú dĺžku látky. Pomocou mikrometra zistíte plochu prierezu materiálu. Potom pomocou toho istého mikrometra zmerajte rôzne priemery látky. Potom pomocou rôznych štrbinových hmôt určte aplikovanú silu.
Keďže komponenty sa rozprestierajú v rôznych dĺžkach, na určenie dĺžky použite Vernierovu stupnicu. Nakoniec vymerajte rôzne dĺžky opatrení vzhľadom na použité sily. Youngova modulová rovnica je E = ťahové napätie / ťahové napätie = (FL) / (A * zmena v L), kde F je použitá sila, L je počiatočná dĺžka, A je štvorcová plocha a E je Youngov modul v Pascaloch (Pa). Pomocou grafu môžete určiť, či materiál vykazuje elasticitu.
Relevantné aplikácie pre Young's Modulus
Ťahové testovanie pomáha identifikovať tuhosť materiálov pomocou výpočtov Youngovho modulu. Zvážte gumičku. Keď napínate gumičku, aplikujete silu na jej predĺženie. V určitom okamihu sa gumová páska ohýba, deformuje alebo zlomí.
Týmto spôsobom sa v ťahovom testovaní hodnotí elasticita rôznych materiálov. Tento typ identifikácie kategorizuje hlavne elastické alebo plastické správanie. Preto sú materiály elastické, keď sa deformujú natoľko, aby sa vrátili do pôvodného stavu. Plastické správanie materiálu však vykazuje nevratnú deformáciu.
Ak materiály zažívajú veľké množstvo sily, nastane medzný bod pevnosti. Rôzne materiály vykazujú vyššiu alebo nižšiu hodnotu Youngovho modulu. Pri experimentálnom testovaní v ťahu materiály ako nylon odhalia vyšší Youngov modul pri 48 MegaPascal (MPa), čo naznačuje vynikajúci materiál na vytváranie silných prvkov. Alumid, sklom plnený nylon a karbonid tiež vykazujú vysokú hodnotu Youngovho modulu 70 MPa, čo ich robí užitočnými pre ešte robustnejšie komponenty. Moderné lekárske technológie používajú tieto materiály a skúšky ťahom na vývoj bezpečných implantátov.