Hvad er Youngs modul?

Youngs modul er et mål for, hvor vanskeligt det er at komprimere et materiale, såsom stål. Det måler tryk og beregnes typisk med hensyn til Pascals (PA). Det bruges oftest af fysikere til at bestemme belastning, en måling af, hvordan et materiale, reagerer på et tryk, såsom at blive presset eller strakt.

Interatomiske kræfter eller de kræfter, der holder et materiale sammen, er stærkt forbundet med en forståelse af Youngs modul. Atomerne i en solid udøver både frastødende eller negative og attraktive eller positive kræfter på hinanden. De kræfter, atomerne skaber, opnå en balance, når de er perfekt adskilt. For eksempel, hvis atomerne skubbes for tæt sammen, eller hvis de er adskilt for langt fra hinanden, vil atomerne ikke længere være i perfekt balance. Når de ikke længere er i balance, vil de modsætte sig den handling, der anvendes til dem.

De stivere interatomiske kræfter er, jo større Youngs modulværdi vil det være, og jo mere materialet er materialetvil modsætte sig handlingen. For eksempel, hvis de interatomiske kræfter er stive, vil Youngs modul være stor, og materialet vil ikke krympe så meget, når det presses.

Når man studerer stålfysik, skal en videnskabsmand først huske, at stål primært består af jernatomer. Følgelig er Youngs modul af stål omtrent den samme som The Youngs modul af jern. Da Youngs modul af jern er 195.000.000.000 PA eller 195 gigapascals (GPA), betragtes den som meget stor og meget vanskelig at komprimere.

At forstå, at stål er ekstremt svært at komprimere, er vigtig i hverdagen. For eksempel kan det bruges til at konstruere bygninger og ikke blive komprimeret og ødelægge bygningsstrukturens integritet. En terning af stål, der kun er 1,28 ft) i bredde, højde og dybde, ville kun komprimere ca. en mikron, mens den understøtter vægten afEn skolebus på grund af mængden af ​​pres, den kan modstå. Til sammenligning har en terning, der består af de samme dimensioner og er lavet af bly, en lavere værdi for Youngs modul. Den førende terning ville komprimere 14 gange mere end stålterningen.

Youngs modul kan også bruges til beregning af spænding, hvor atomerne trækkes fra hinanden i stedet for at være presset sammen. I disse tilfælde er stammen negativ, fordi atomerne strækkes i stedet for komprimeret. Det vigtigste koncept, der skal forstås, er, at det i begge tilfælde er, at stivheden af ​​kræfterne mellem de atomer, der måles - uanset om de komprimeres eller strækkes. Følgelig ændrer det tryk, der er beregnet til Youngs modul, ikke til nogen form for måling.