Зміст
Модуль пружності, який також називають модулем Юнга, відноситься до здатності матеріалу чинити опір розтягуючим, стискаючим і розтягуючим силам, які накладаються зовнішніми причинами. Він визначає величину деформації, яку зазнав матеріал у цих силах, зберігаючи при цьому пам'ять своєї первісної форми. Коли їх більше не існує, таким чином матеріал повернеться до початкової форми. Ця ємність, якою володіє матеріал, в основному зводиться до точки напруження. Якщо зовнішні сили деформують матеріал поза цією точкою, він буде постійно деформуватися і не повернеться до своєї первісної форми з відведенням сил. Якщо зовнішні сили переведуть вас за напругу, підтримувану точкою максимальної міцності матеріалу, це призведе до розриву. Прочитайте наступні поради, щоб дізнатися, як обчислити модуль пружності.
Кроки
Метод 1 із 3: Зрозумійте різницю між напругою та зносом
Зауважимо, що напруга матеріалу спричинена силами осьового подовження. Наприклад, тягнучи карамельну цукерку по довжині, це призведе до її розтягування через напружене напруження.
Зрозумійте, що деформація матеріалу зумовлена зусиллям зсуву, перпендикулярним до його осі. Наприклад, натискання середини струни на тенісну ракетку зігріє її завдяки застосованому зсуву.
Метод 2 із 3: Визначте дані, необхідні для рівнянь
Виміряйте пропорційну зміну об’єму (також відомий як набряк) матеріалу. Накладіть відому силу на матеріал у напрямках напруги та зсуву.Виміряйте розширення (), що виникає в матеріалі, лише при застосуванні напруги, а потім виміряйте дилатацію (), яка виникає в матеріалі, лише із застосуванням зсуву.
Метод 3 із 3: Робіть обчислення
Обчисліть валовий модуль. Ця величина виражає міцність матеріалу, коли зовнішня сила подається в осьовому напрямку, створюючи напругу. Зовнішній тиск (силовий раз на площу, над якою застосовується сила, виражене в), прикладене до матеріалу, дорівнює дилатації (без одиниці виміру), меншій за модуль брутто (виражений у). Мовляв, валовий модуль визначатиметься поділеним на.
Визначте модуль зсуву. Це значення виражає міцність матеріалу при застосуванні зовнішньої сили в перпендикулярному напрямку, викликаючи деформацію. Зовнішній тиск (силовий раз на площу, над якою застосовується сила, виражене в), прикладене до матеріалу, дорівнює модулю розширення (без одиниці виміру), меншому за модуль зсуву (виражений у). Мовляв, валовий модуль визначається на ділення на.
Визначте модуль Юнга. Напруження матеріалу призведе до пропорційної деформації, і навпаки. Модуль Янга описує взаємозв'язок між напругою та деформацією, наявними в ньому. Це лінійна залежність, пов'язана з напруженням плинності. Модуль Юнга дорівнює напруженню, поділеному на зазнану деформацію.
Поради
- Застосовуючи зовнішні сили на матеріал, щоб виміряти зміну пропорційного об’єму, уникайте перебільшення міри до тієї точки, коли матеріал перевищує напругу плинності. Отримана внаслідок цього постійна деформація призведе до недійсності отриманих даних.
- Зовнішня синусоїдальна сила для вимірювання зміни пропорційного об'єму призведе до більш точних значень напруги плинності, ніж при застосуванні однорідної зовнішньої сили.
