Mažas svorio ir jėgos santykis yra pageidautinas ne tik sporto salėje. Svorio ir stiprumo santykis, apibūdinantis medžiagą, susieja medžiagos tankį su jos gebėjimu atlaikyti nuolatines deformacijas ar lūžius esant slėgiui. Mažo santykio vertės rodo, kad medžiaga yra lengva, tačiau gali pakelti didelę apkrovą. Didelės vertės apibūdina sunkias medžiagas, kurios lengvai deformuojasi ar lūžta. Svorio ir stiprumo santykis paprastai naudojamas atvirkštine forma kaip stiprumo ir svorio santykis; tada jis vadinamas specifiniu medžiagos stiprumu.
Išmatuokite medžiagos masę naudodamiesi skale. Pavyzdžiui, jei nustatote titano svorio ir stiprumo santykį, pasverkite titaną ir nurodykite masę gramais (g) arba kilogramais (kg). Norėdami konvertuoti titano masę iš gramų į kilogramus, padalykite masę iš 1 000. Pavyzdžiui, 9,014 gramų masė atitinka 0,009014 kg: 9,014 / 1000 = 0,009014.
Nustatykite medžiagos tūrį. Reguliariai formuojamų mėginių matavimui naudokite liniuotę, kad pamatuotumėte mėginio matmenis ir apskaičiuotumėte tūrį iš matmenų. Pvz., Jei medžiaga yra kubo formos, kurios kraštinės ilgis yra 1 cm, kubo tūris yra lygus kubo formos kraštinės ilgiui: 1 x 1 x 1 = 1 cm ^ 3. Netaisyklingos formos mėginių tūris gali būti gaunamas skysčio išstūmimo procesu. Išmatuokite vandens lygį graduotame cilindre prieš ir po panardinimo į vandenį. Vandens lygio pokytis prilygsta bandinio tūriui kubiniais centimetrais. Pavyzdžiui, jei vandens lygis prieš dedant mėginį yra 10 cm ^ 3, o vandens lygis pridėjus mėginį yra 15 cm ^ 3, mėginio tūris yra penki kubiniai centimetrai: 15 - 10 = 5. Konvertuokite kubiniais centimetrais pateiktus tūrius į kubinius metrus, padalydami iš 1 x 10 ^ 6. Pavyzdžiui, 5 cm ^ 3 tūris yra lygus 5 x 10 ^ -6 m ^ 3: 5/1 x 10 ^ 6 = 5 x 10 ^ -6.
Apskaičiuokite medžiagos tankį dalijant mėginio masę iš jo tūrio. Pavyzdžiui, titano mėginio, sveriančio 9,014 gramus ir užimančio du kubinius centimetrus, tankis bus 4507 kilogramai vienam kubiniam metrui: 9,014 / 1000 / (2/1 x 10 ^ 6) = 4507.
Galutinį medžiagos stiprumą nustatykite pagal medžiagos lūžio tašką įtempio ir deformacijos kreivė, sekant medžiagos įtempio ir deformacijos kreivę, kol kreivė pasieks savo aukščiausias taškas. Iš įtempio ašies arba y ašies nuskaityta vertė yra galutinis medžiagos stiprumas.
Padalinkite tankį iš galutinio mėginio stiprumo, kad gautumėte medžiagos svorio ir stiprumo santykį. Pavyzdžiui, titano galutinis stiprumas yra 434 x 10 ^ 6 N / m ^ 2, o tankis - 4507 kg / m ^ 3. Titano svorio ir stiprumo santykis yra 1,04 x 10 ^ -5 kg / Nm: 4507/434 x 10 ^ 6 = 1,04 x 10 ^ -5.