Jaki jest moduł Younga?

Moduł

Younga jest miarą tego, jak trudno jest kompresować materiał, taki jak stal. Mierzy ciśnienie i jest zazwyczaj obliczany pod względem Pascals (PA). Jest najczęściej stosowany przez fizyków do określenia szczepu, pomiaru sposobu, w jaki materiał reaguje na ciśnienie, takie jak ściskanie lub rozciąganie.

Siły międzyatomiczne lub siły, które trzymają materiał razem, są silnie związane z zrozumieniem modułu Younga. Atomy w stałym wywierają zarówno odpychanie, jak i negatywne, a atrakcyjne lub pozytywne, siły na siebie nawzajem. Siły Atomy wytwarzają, osiągają równowagę tylko wtedy, gdy są doskonale oddzielone. Na przykład, jeśli atomy zostaną wypchane zbyt blisko siebie lub jeśli są oddzielone zbyt daleko od siebie, atomy nie będą już w doskonałej równowadze. Gdy nie będą już równoważące, będą przeciwstawić się akcji stosowanej do nich.

Sztywniejsze siły międzyatomiczne są, tym większa wartość modułu Younga będzie i tym bardziej materiałsprzeciwi się akcji. Na przykład, jeśli siły międzyatomiczne są sztywne, moduł Younga będzie duży, a materiał nie będzie tak bardzo kurczy się, gdy zostanie wyciśnięty.

Podczas badania fizyki stali naukowcy musi najpierw pamiętać, że stal składa się głównie z atomów żelaza. W związku z tym moduł stali Younga jest w przybliżeniu taki sam jak moduł żelaza Younga. Ponieważ moduł żelaza Younga wynosi 195 000 000 000 PA lub 195 gigapascals (GPA), uznał go za bardzo duży i bardzo trudny do kompresji.

Zrozumienie, że stal jest niezwykle trudna do kompresji, jest ważne w życiu codziennym. Na przykład można go wykorzystać do budowy budynków i nie jest ściśnięty, rujnując integralność konstrukcji budynku. Kostka ze stali, która ma tylko 1 metr (3,28 stóp) szerokości, wysokości i głębokości, skompresowałby tylko jeden mikron, jednocześnie wspierając ciężarJeden autobus szkolny, ze względu na wytrzymanie presji. Dla porównania, sześcian składający się z tych samych wymiarów i jest wykonany z ołowiu, ma niższą wartość dla modułu Younga. Kostka ołowiu kompresowałaby 14 razy więcej niż stalowa kostka.

Moduł

Younga może być również używany do obliczania napięcia, w którym atomy są rozsiane zamiast ściśnięte razem. W takich przypadkach odkształcenie jest ujemne, ponieważ atomy są rozciągnięte zamiast ściskane. Główną koncepcją, którą należy zrozumieć, jest to, że w obu przypadkach jest to, że sztywność sił między mierzonymi atomami - niezależnie od tego, czy są sprężane, czy rozciągnięte. W konsekwencji ciśnienie obliczone dla modułu Younga nie zmienia się dla żadnego z rodzajów pomiarów.