โมดูลัสของ Young คืออะไร

โมดูลัสของ Young เป็นการวัดความยากที่จะบีบอัดวัสดุเช่นเหล็ก มันวัดความดันและคำนวณโดยทั่วไปในรูปของ pascals (Pa) นักฟิสิกส์ใช้กันมากที่สุดในการหาค่าความเครียดการวัดว่าวัสดุตอบสนองต่อแรงกดดันเช่นถูกบีบหรือยืดได้อย่างไร

กองกำลัง Interatomic หรือกองกำลังที่มีวัสดุร่วมกันมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งกับความเข้าใจของโมดูลัสของ Young อะตอมในของแข็งจะออกแรงผลักหรือลบและดึงดูดหรือเป็นบวกซึ่งกันและกัน แรงที่อะตอมสร้างขึ้นจะเกิดความสมดุลเมื่อแยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่นหากอะตอมถูกผลักเข้าหากันมากเกินไปหรือแยกออกห่างกันมากเกินไปอะตอมก็จะไม่อยู่ในสมดุลที่สมบูรณ์อีกต่อไป เมื่อพวกเขาไม่อยู่ในความสมดุลอีกต่อไปพวกเขาจะต่อต้านการกระทำที่ถูกนำไปใช้กับพวกเขา

กองกำลังระหว่างโมเลกุลที่แข็งค่าคือค่าโมดูลัสของ Young ที่มากขึ้นและวัสดุจะต่อต้านการกระทำมากกว่า ตัวอย่างเช่นถ้าแรงระหว่างอะตอมมีความแข็งโมดูลัสของ Young จะมีขนาดใหญ่และวัสดุจะไม่หดตัวมากเท่าที่มันถูกบีบ

เมื่อศึกษาฟิสิกส์ของเหล็กนักวิทยาศาสตร์ต้องจำไว้ก่อนว่าเหล็กกล้าประกอบด้วยอะตอมเหล็กเป็นหลัก ดังนั้นโมดูลัสของเหล็กของ Young จะใกล้เคียงกับโมดูลัสของเหล็กของ Young เนื่องจากโมดูลัสของเหล็กมีค่า 195,000,000,000 Pa หรือ 195 gigapascals (GPa) จึงถือว่ามีขนาดใหญ่มากและบีบอัดยากมาก

การเข้าใจว่าเหล็กเป็นเรื่องยากมากที่จะบีบอัดเป็นสิ่งสำคัญในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่นสามารถใช้เพื่อสร้างอาคารและไม่ถูกบีบอัดทำลายความสมบูรณ์ของโครงสร้างอาคาร ก้อนเหล็กที่มีความกว้างความสูงและความลึกเพียง 1 เมตร (3.28 ฟุต) จะบีบอัดประมาณหนึ่งไมครอนในขณะที่รองรับน้ำหนักของรถโรงเรียนหนึ่งคันเนื่องจากปริมาณความดันที่สามารถทนได้ ในการเปรียบเทียบลูกบาศก์ที่ประกอบด้วยมิติเดียวกันและทำจากตะกั่วมีค่าต่ำกว่าสำหรับโมดูลัสของ Young ก้อนตะกั่วจะบีบอัดมากกว่าก้อนเหล็ก 14 เท่า

โมดูลัสของยังสามารถใช้ในการคำนวณแรงดึงซึ่งอะตอมถูกดึงแยกออกจากกันแทนที่จะบีบเข้าด้วยกัน ในกรณีเหล่านั้นความเครียดจะเป็นค่าลบเนื่องจากอะตอมถูกยืดแทนที่จะถูกบีบอัด แนวคิดหลักที่ควรเข้าใจคือในกรณีใดกรณีหนึ่งก็คือความฝืดของแรงระหว่างอะตอมที่ถูกวัดไม่ว่าจะถูกบีบอัดหรือยืด ดังนั้นความดันที่คำนวณสำหรับโมดูลัสของ Young จะไม่เปลี่ยนแปลงสำหรับการวัดทั้งสองแบบ