Низкое соотношение веса и силы желательно не только в тренажерном зале. Отношение массы к прочности, если описывать материал, связывает плотность материала с его способностью противостоять постоянной деформации или разрушению под давлением. Значения низкого отношения указывают, что материал легкий, но может выдерживать значительную нагрузку. Высокие значения описывают тяжелые материалы, которые легко деформируются или ломаются. Отношение массы к силе обычно используется в обратной форме как отношение прочности к весу; тогда это называется удельной прочностью материала.
Измерьте массу материала, используя шкалу. Например, если вы определяете соотношение веса и прочности титана, взвесьте титан и сообщите массу в граммах (г) или килограммах (кг). Чтобы перевести титановую массу из граммов в килограммы, разделите массу на 1000. Например, масса 9,014 грамма эквивалентна 0,009014 кг: 9,014 / 1000 = 0,009014.
Определите объем материала. Для образцов правильной формы используйте линейку для измерения размеров образца и расчета объема по размерам. Например, если материал имеет форму куба с длиной стороны 1 см, объем куба равен длине стороны в кубе: 1 x 1 x 1 = 1 см ^ 3. Для образцов неправильной формы объем может быть получен путем вытеснения жидкости. Измерьте уровень воды в градуированном цилиндре до и после погружения образца в воду. Изменение уровня воды эквивалентно объему образца в кубических сантиметрах. Например, если уровень воды до добавления образца составляет 10 см ^ 3, а уровень воды после добавления образца составляет 15 см ^ 3, объем образца составляет пять кубических сантиметров: 15 - 10 = 5. Преобразуйте объемы, указанные в кубических сантиметрах. в кубических метрах путем деления на 1 х 10 ^ 6. Например, объем 5 см ^ 3 равен 5 x 10 ^ -6 м ^ 3: 5/1 x 10 ^ 6 = 5 x 10 ^ -6.
Рассчитайте плотность материала путем деления массы образца на его объем. Например, образец титана, который весит 9,014 грамма и занимает два кубических сантиметра, будет иметь плотность 4,507 килограмма на метр в кубе: 9,014 / 1000 / (2/1 x 10 ^ 6) = 4507.
Определите предел прочности материала от точки поворота кривой напряжения-деформации материалов, прослеживая кривую напряжения-деформации материала, пока кривая не достигнет своей наивысшей точки. Значение, считываемое с оси напряжения или оси Y, является пределом прочности материала.
Разделите плотность на предел прочности образца, чтобы получить отношение массы к прочности материала. Например, титан имеет предел прочности 434 x 10 ^ 6 Н / м ^ 2 и плотность 4507 кг / м ^ 3. Отношение массы к прочности для титана составляет 1,04 × 10 5 -5 кг / Нм: 4507/434 × 10 ^ 6 = 1,04 × 10 ^ -5.