Qual è il modulo di Young?
Il modulo di Young è una misura di quanto sia difficile comprimere un materiale, come l'acciaio. Misura la pressione e viene in genere calcolato in termini di Pascal (PA). È più comunemente usato dai fisici per determinare la deformazione, una misurazione di come un materiale risponde a una pressione, come essere schiacciati o allungati.
Le forze interatomiche o le forze che tengono insieme un materiale sono fortemente associate alla comprensione del modulo di Young. Gli atomi in un solido esercitano sia repulsivi o negativi, attraenti o positivi, le forze l'una sull'altra. Le forze che gli atomi creano raggiungono un equilibrio solo quando sono perfettamente separati. Ad esempio, se gli atomi vengono spinti troppo vicini o se sono separati troppo distanti, gli atomi non saranno più in perfetta equilibrio. Una volta che non sono più in equilibrio, si opporranno all'azione applicata a loro.
Le forze interatomiche più rigide sono, il valore del modulo del giovane più grande sarà e più il materialesi opporrà all'azione. Ad esempio, se le forze interatomiche sono rigide, allora il modulo di Young sarà grande e il materiale non si restringerà tanto quando viene spremuto.
Quando studia la fisica dell'acciaio, uno scienziato deve prima ricordare che l'acciaio è costituito principalmente da atomi di ferro. Di conseguenza, il modulo di acciaio di Young è approssimativamente lo stesso del modulo di ferro del giovane. Poiché il modulo di ferro di Young è 195.000.000.000 di PA o 195 Gigapascals (GPA), è considerato molto grande e molto difficile da comprimere.
Comprendere che l'acciaio è estremamente difficile da comprimere è importante nella vita di tutti i giorni. Ad esempio, può essere utilizzato per costruire edifici e non essere compresso, rovinando l'integrità della struttura dell'edificio. Un cubo di acciaio che è solo 1 metro (3,28 piedi) di larghezza, altezza e profondità, comprimerebbe solo circa un micron, sostenendo il peso diUno scuolabus, a causa della quantità di pressione che può resistere. In confronto, un cubo che comprende le stesse dimensioni ed è fatto di piombo ha un valore inferiore per il modulo di Young. Il cubo di piombo si comprimerebbe 14 volte più del cubo in acciaio.
Il modulo di Young può anche essere usato nella tensione di calcolo, in cui gli atomi vengono separati invece di schiacciati insieme. In questi casi, la tensione è negativa perché gli atomi sono allungati invece di compressi. Il concetto principale che dovrebbe essere compreso è che in entrambi i casi è che la rigidità delle forze tra gli atomi che vengono misurati, sia che vengano compressi o allungati. Di conseguenza, la pressione calcolata per il modulo di Young non cambia per nessuno dei due tipi di misurazione.