Co je Youngův modul?
Youngův modul je měřítkem toho, jak obtížné je komprimovat materiál, jako je ocel. Měří tlak a obvykle se vypočítává z hlediska Pascals (PA). Fyzici se nejčastěji používají k určení kmene, měření toho, jak materiál reaguje na tlak, jako je stlačení nebo natažení.
Interatomické síly nebo síly, které drží materiál pohromadě, jsou silně spojeny s pochopením Youngova modulu. Atomy v pevné látce vyvíjejí odpudivé, negativní a atraktivní nebo pozitivní síly na sebe. Síly, které atomy vytvářejí, dosahují rovnováhy, pouze pokud jsou dokonale odděleny. Například, pokud jsou atomy tlačeny příliš blízko u sebe nebo pokud jsou odděleny příliš daleko od sebe, atomy již nebudou v dokonalé rovnováze. Jakmile již nebudou v rovnováze, budou se proti nim postavit.
tužší intertomické síly jsou, hodnota modulu většího Younga bude a čím více je materiálbude proti akci. Například, pokud jsou interatomické síly tuhé, pak Youngův modul bude velký a materiál se nebude zmenšit tolik, když bude vymačkáno.
Při studiu fyziky oceli si musí vědec nejprve pamatovat, že ocel je tvořena především atomy železa. V důsledku toho je mladý modul oceli přibližně stejný jako mladý modul železa. Vzhledem k tomu, že mladý modul železa je 195 000 000 000 PA nebo 195 gigapascals (GPA), považuje se za velmi velké a velmi obtížné komprimovat.
Pochopení, že ocel je extrémně obtížné komprimovat, je v každodenním životě důležité. Například může být použita k konstrukci budov a nestavení se zkomprimovat, což ničí integritu struktury budovy. Kostka z oceli, která má pouze 1 metr (3,28 ft) na šířku, výšku a hloubku, by komprimovala pouze asi jeden mikron a zároveň podporovala hmotnostJeden školní autobus, kvůli množství tlaku, který vydrží. Pro srovnání, kostka, která se skládá ze stejných rozměrů a je vyrobena z olova, má nižší hodnotu pro Youngův modul. Olověná kostka by stlačila 14krát více než ocelová kostka.
Youngův modul lze také použít ve výpočetním napětí, kde jsou atomy roztaženy místo stisknutí dohromady. V těchto případech je napětí negativní, protože atomy jsou nataženy místo komprimovaných. Hlavním konceptem, kterému je třeba pochopit, je, že v obou případech je to, že měřená tuhost sil mezi atomy - ať už jsou stlačeny nebo nataženy. V důsledku toho se tlak vypočítaný pro Youngův modul nemění pro žádný druh měření.