Young Modülü Nedir?

Young modülü, çelik gibi bir malzemeyi sıkıştırmanın ne kadar zor olduğunun bir ölçüsüdür. Basıncı ölçer ve genellikle pascals (Pa) cinsinden hesaplanır. Fizikçiler tarafından çoğunlukla, malzemenin sıkıştırılma veya gerilme gibi bir basınca nasıl tepki gösterdiğinin bir ölçüsü olan suşu belirlemek için kullanılır.

İnteratomik kuvvetler veya bir materyali bir arada tutan kuvvetler, Young modülünün anlaşılması ile güçlü bir şekilde ilişkilidir. Bir katı içindeki atomlar, hem itici, hem de negatif, çekici veya pozitif, birbirlerine kuvvet uygular. Atomların oluşturduğu kuvvetler, yalnızca mükemmel şekilde ayrıldıklarında dengeyi sağlar. Örneğin, atomlar birbirine çok yakın bir şekilde itilirse veya çok uzaklara ayrılırlarsa, atomlar artık mükemmel dengede olmayacaktır. Artık dengede olmadıkları zaman, kendilerine uygulanan eyleme karşı çıkacaklar.

İntratomik kuvvetlerin daha sert olması, Young modülünün değeri ne kadar büyük olursa malzeme o kadar fazla zıt olacaktır. Örneğin, eğer interatomik kuvvetler katı ise, Young modülü büyük olacaktır ve malzeme sıkıldığında büzülmeyecektir.

Çeliğin fiziğini incelerken, bir bilim adamının öncelikle çeliğin öncelikle demir atomlarından oluştuğunu hatırlaması gerekir. Sonuç olarak, Young çelik modülü yaklaşık olarak Young demir modülü ile aynıdır. Young'ın demir modülü 195.000.000.000 Pa veya 195 gigapaskal (GPa) olduğundan, sıkıştırılması çok büyük ve çok zor olduğu düşünülüyor.

Çeliğin sıkıştırılmasının son derece zor olduğunu anlamak günlük yaşamda önemlidir. Örneğin, bina inşa etmek için kullanılabilir ve bina yapısının bütünlüğünü bozacak şekilde sıkıştırılamaz. Genişliği, yüksekliği ve derinliği sadece 1 metre (3.28 ft) olan bir çelik küp, dayanabileceği basınç miktarı nedeniyle, bir okul otobüsünün ağırlığını desteklerken sadece bir mikron sıkıştırabilir. Buna karşılık, aynı boyutlardan oluşan ve kurşuntan yapılmış bir küp Young modülü için daha düşük bir değere sahiptir. Kurşun küp, çelik küpten 14 kat daha fazla sıkıştırılır.

Young modülü, aynı zamanda atomların bir araya gelmek yerine birbirlerinden ayrıldığı gerilme hesaplamalarında da kullanılabilir. Bu durumlarda, tür negatif çünkü atomlar sıkıştırılmış yerine gerilmişlerdir. Anlaşılması gereken ana kavram, her iki durumda da, ölçülen atomlar arasındaki kuvvetlerin - sıkıştırılmış veya gerilmiş olsunlar - olduğudır. Sonuç olarak, Young modülü için hesaplanan basınç her iki ölçüm için de değişmez.