Ve vědě, co je to smykový modul?
Smykový modul, který se také často označuje jako modul tuhosti nebo torzního modulu, je měřítkem tuhé nebo tuhé povahy různých typů pevných materiálů. Je odvozen od poměru jeho hodnoty smykového napětí k hodnotě smykového napětí. Smykové napětí je hodnota toho, jak velká síla je aplikována na čtvercovou plochu materiálu, obvykle měřená v hodnotách tlaku pascalů. Kmen je množství, které se materiál deformoval při namáhání děleno jeho původní délkou. Hodnota smykového modulu je vždy kladné číslo a vyjadřuje se jako síla síly na jednotku plochy, která se obecně zaznamenává jako metrický gigapascal (GPa), protože hodnoty jsou praktičtější než anglické ekvivalenty.
Protože gigapascilové se rovnají miliardám pascalů na jednotku plochy, mohou se čísla smykového modulu někdy zdát klamně malá. Příklad toho, jak velké hodnoty smykového modulu mohou být ukázány, jsou-li převedeny na anglické hodnoty liber na čtvereční palec (lb / in 2 ). Odhaduje se, že diamant má modul tuhosti 478 GPa (69 328 039 lb / in 2 ), čistý hliník jeden z 26 GPa (3 770 981 lb / in 2 ) a kaučuk se pohybuje od 0,0002 do 0,001 GPa (29 až 145 lb / in 2) ). Aby byly tyto jednotky praktičtější s anglickými čísly, je zvykem je vyjádřit v kips na čtvereční palec, kde kip se rovná hmotnosti 1 000 liber.
Čím je látka tvrdší, tím vyšší je její hodnota modulu pružnosti ve smyku, v závislosti na okolní teplotě, kdy je hodnota změřena. Když se hodnota modulu smyku zvyšuje, znamená to, že je zapotřebí mnohem větší množství síly nebo napětí, aby bylo namáháno nebo deformováno podél roviny směru síly. Hodnoty napětí samy o sobě bývají ve výpočtech spíše malé, protože napětí je pouze mírou deformace pevného materiálu před jeho zlomením nebo lomem. Většina pevných látek, jako jsou kovy, se před rozpadem roztáhne jen v malém množství.
Výjimkou z tohoto omezení malých hodnot deformace jsou elastické materiály, jako je guma, která se může před degradací hodně protáhnout. Tyto materiály jsou často namísto toho naměřeny pomocí smykového modulu pružnosti, což je také poměr napětí proti napětí. Hodnoty modulu pružnosti na materiálech jsou založeny na tom, do jaké míry lze materiál natáhnout před tím, než podstoupí trvalou deformaci.
Modul pružnosti je často stejný jako Youngův modul, což je konkrétně míra lineárního napětí na tělese definovaná jako podélné napětí na podélné napětí. Další úzce související hodnotou v této sérii měření je objemový modul, který bere Youngův modul a aplikuje jej na všechny tři rozměry v prostoru. Objemový modul měří elasticitu pevné látky, když je tlak deformován, je všeobecně aplikován ze všech stran a je opakem toho, co se stane, když je materiál stlačen. Je to hodnota objemového napětí dělená objemovým napětím a lze jej v jednom příkladu vizualizovat jako to, co by se stalo s jednotnou pevnou látkou pod vnitřním tlakem při umístění ve vakuu, což by způsobilo expanzi ve všech směrech.