Când vă gândiți la materiale rezistente care susțin un pod sau o clădire, s-ar putea să nu vă gândiți la elasticitate. Ajutând la determinarea elasticității materialelor, modulul lui Young determină stresul și tensiunea. Această caracteristică mecanică a elasticității prezice modul în care un material robust se va deforma sub o forță specifică. Deoarece există o relație direct proporțională între tensiune și deformare, un grafic reprezintă raportul dintre tensiunea și tensiunea.
Calculele modulului Young se referă la elasticitate
Calculele din modulul lui Young depind de forța aplicată, de tipul materialului și de aria materialului. Stresul mediului se referă la raportul forței aplicate în raport cu aria secțiunii transversale. De asemenea, tulpina are în vedere schimbarea lungimii unui material în raport cu lungimea sa inițială.
Mai întâi, măsurați lungimea inițială a substanței. Folosind un micrometru, identificați secțiunea transversală a materialului. Apoi, cu același micrometru, măsurați diferitele diametre ale substanței. Apoi, utilizați diferite mase cu fante pentru a determina forța aplicată.
Deoarece componentele se extind la diferite lungimi, utilizați o scară Vernier pentru a determina lungimea. În cele din urmă, trasați diferitele măsuri de lungime în raport cu forțele aplicate. Ecuația modulului lui Young este E = tensiune / tensiune = (FL) / (A * schimbare în L), unde F este forța aplicată, L este lungimea inițială, A este aria pătrată și E este modulul lui Young în Pascali (Pa). Folosind un grafic, puteți determina dacă un material prezintă elasticitate.
Aplicații relevante pentru modulul Young
Testarea la tracțiune ajută la identificarea rigidității materialelor folosind calculele modulului Young. Luați în considerare o bandă de cauciuc. Pe măsură ce întindeți o bandă de cauciuc, aplicați o forță pentru ao extinde. La un moment dat, banda de cauciuc se îndoaie, se deformează sau se rupe.
În acest fel, testarea la tracțiune evaluează elasticitatea diferitelor materiale. Acest tip de identificare clasifică în principal un comportament elastic sau plastic. Prin urmare, materialele sunt elastice atunci când se deformează suficient pentru a reveni la starea inițială. Cu toate acestea, un comportament plastic al unui material arată o deformare nereversibilă.
Dacă materialele experimentează o cantitate extinsă de forță, apare un punct final de rupere a rezistenței. Diferite materiale afișează o valoare a modulului Young mai mare sau mai mică. Cu testarea experimentală la tracțiune, materiale precum nylonul dezvăluie un modul Young mai mare la 48 MegaPascal (MPa) indicând un material excelent pentru crearea de elemente puternice. Alumida, nailonul umplut cu sticlă și carbonul demonstrează, de asemenea, o valoare ridicată a modulului Young de 70 MPa, făcându-le utile pentru componente și mai robuste. Tehnologia medicală modernă utilizează aceste materiale și testarea la tracțiune pentru a dezvolta implanturi sigure.