כיצד לחשב את המודולוס של יאנג

תוֹכֶן

• חישובי המודולוס של יאנג קשורים לגמישות
• יישומים רלוונטיים למודולוס של יאנג

כשאתה חושב על חומרים יציבים המקיימים גשר או בניין, יתכן שלא תחשוב על גמישות. כאשר הוא עוזר לקבוע את גמישותם של חומרים, המודולוס של יאנג קובע את הלחץ והמתח. תכונה מכנית זו של גמישות מנבאת כיצד חומר יציב יתעוות תחת כוח ספציפי. מכיוון שקיים יחסי פרופורציה ישירה בין מתח ומתח, גרף מייצג את היחס בין מתח מתיחה למתח.

חישובי המודולוס של יאנג קשורים לגמישות

החישובים מהמודולוס של יאנג תלויים בכוח המופעל, בסוג החומר ובשטח החומר. הלחץ של המדיום מתייחס ליחס של הכוח המופעל ביחס לשטח החתך. כמו כן, המתח שוקל את השינוי באורך של חומר ביחס לאורכו המקורי.

ראשית, אתה מודד את האורך הראשוני של החומר. בעזרת מיקרומטר, אתה מזהה את שטח חתך החומר של החומר. ואז, עם אותו מיקרומטר, מודדים את הקוטרים השונים של החומר. בשלב הבא השתמשו בהמונים מחוררים שונים כדי לקבוע את הכוח המופעל.

כאשר הרכיבים נמתחים באורכים שונים, השתמש בסולם Vernier כדי לקבוע את האורך. לבסוף, יש לשרטט את מדדי האורך השונים ביחס לכוחות המופעלים. משוואת המודולוס של יאנג היא E = מתח מתיחה / מתח מתיחה = (FL) / (A * שינוי ב- L), כאשר F הוא הכוח המופעל, L הוא האורך ההתחלתי, A הוא השטח המרובע, ו- E הוא המודולוס של יאנג בפסקלים (פא). בעזרת גרף אתה יכול לקבוע אם חומר מראה על גמישות.

יישומים רלוונטיים למודולוס של יאנג

בדיקות מתיחה עוזרות בזיהוי קשיחות החומרים באמצעות חישובי המודולוס של יאנג. קחו למשל גומייה. כשאתם מותחים גומיה, אתם מפעילים כוח כדי להאריך אותה. בשלב מסוים, הגומייה מתכופפת, מעוותת או נשברת.

באופן זה, בדיקת מתיחה מעריכה את גמישותם של חומרים שונים. זיהוי מסוג זה מסווג בעיקר התנהגות אלסטית או פלסטית. מכאן שהחומרים אלסטיים כשהם מעוותים מספיק כדי לחזור למצב ההתחלתי. עם זאת, התנהגות פלסטית של חומר מראה על עיוות בלתי הפיך.

אם חומרים חווים כמות נרחבת של כוח, מתרחשת נקודת שבר בחוזק האולטימטיבי. חומרים שונים מציגים ערך מודולוס של יאנג גבוה או נמוך יותר. עם בדיקות מתיחה ניסיונית, חומרים כמו ניילון חושפים מודולוס צעיר גבוה יותר ב 48 מגה פסקאל (MPa) המעיד על חומר מצוין ליצירת אלמנטים חזקים. אלומיד, ניילון מלא זכוכית ופחמן גם מדגימים ערך מודולוס של יאנג גבוה של 70 מגה-בייט, מה שהופך אותם לשימושיים לרכיבים חזקים עוד יותר. טכנולוגיה רפואית מודרנית משתמשת בחומרים אלה ובבדיקות מתיחה כדי לפתח שתלים בטוחים.