Keď premýšľate o robustných materiáloch, ktoré udržujú most alebo budovu, nemusí vás napadnúť elasticita. Pri stanovení pružnosti materiálov určuje Young’s modulus napätie a pretiahnutie. Táto mechanická vlastnosť pružnosti predpovedá, ako sa pevný materiál deformuje pri špecifickej sile. Pretože existuje priamy proporčný vzťah medzi napätím a pretiahnutím, graf predstavuje pomer medzi namáhaním v ťahu a deformáciou.
Výpočty Youngovho modulu súvisia s pružnosťou
Výpočty z Youngovho modulu závisia od použitej sily, druhu materiálu a plochy materiálu. Napätie média súvisí s pomerom aplikovanej sily vzhľadom na plochu prierezu. Kmeň tiež berie do úvahy zmenu dĺžky materiálu vzhľadom na jeho pôvodnú dĺžku.
Najskôr zmeriate počiatočnú dĺžku látky. Pomocou mikrometra identifikujete prierezovú plochu materiálu. Rovnakým mikrometrom potom zmerajte rôzne priemery látky. Ďalej pomocou rôznych štrbinových hmotností určte použitú silu.
Pretože sa komponenty rozširujú v rôznych dĺžkach, na určenie dĺžky použite Vernierovu stupnicu. Na záver zakreslite rôzne dĺžkové miery vzhľadom na použité sily. Youngova rovnica modulu je E = namáhanie v ťahu / deformácia v ťahu = (FL) / (A * zmena v L), kde F je aplikovaná sila, L je počiatočná dĺžka, A je štvorcová plocha a E je Youngov modul v Pascaloch (Pa). Pomocou grafu môžete určiť, či materiál vykazuje pružnosť.
Relevantné aplikácie pre Young’s Modulus
Testovanie v ťahu pomáha identifikovať tuhosť materiálov pomocou výpočtov Youngovho modulu. Zvážte gumičku. Keď naťahujete gumičku, pôsobíte silou na jej predĺženie. V určitom okamihu sa gumička ohýba, deformuje alebo láme.
Týmto spôsobom sa pomocou ťahovej skúšky vyhodnotí pružnosť rôznych materiálov. Tento typ identifikácie kategorizuje hlavne elastické alebo plastické správanie. Preto sú materiály elastické, keď sa deformujú natoľko, aby sa vrátili do pôvodného stavu. Plastické správanie materiálu však vykazuje nevratnú deformáciu.
Ak materiály zažijú veľké množstvo sily, dôjde k bodu lomu konečnej pevnosti. Rôzne materiály vykazujú vyššiu alebo nižšiu hodnotu Youngovho modulu. Pri experimentálnom testovaní v ťahu vykazujú materiály ako nylon vyšší Youngov modul pri 48 MegaPascal (MPa), čo naznačuje vynikajúci materiál na vytváranie silných prvkov. Alumid, sklom plnený nylon a uhličitan tiež demonštrujú vysokú hodnotu Youngovho modulu 70 MPa, čo ich robí užitočnými ešte pre pevnejšie komponenty. Moderná lekárska technológia využíva tieto materiály a skúšky v ťahu na vývoj bezpečných implantátov.