Содержание
Когда вы думаете о прочных материалах, которые поддерживают мост или здание, вы можете не думать об упругости. Помогая определить упругость материалов, модуль Юнга определяет напряжение и деформацию. Эта механическая особенность упругости предсказывает, как прочный материал будет деформироваться под действием определенной силы. Поскольку существует прямая пропорциональная зависимость между напряжением и деформацией, график представляет соотношение между растягивающим напряжением и деформацией.
Расчеты модуля Юнга связаны с упругостью
Расчеты по модулю Юнга зависят от приложенной силы, типа материала и площади материала. Напряжение среды относится к отношению приложенной силы по отношению к площади поперечного сечения. Кроме того, деформация учитывает изменение длины материала относительно его первоначальной длины.
Сначала вы измеряете начальную длину вещества. Используя микрометр, вы определяете площадь поперечного сечения материала. Затем с помощью одного и того же микрометра измерьте различные диаметры вещества. Далее, используйте различные щелевые массы для определения приложенной силы.
Поскольку компоненты простираются на различные длины, используйте шкалу Вернье, чтобы определить длину. Наконец, нанесите на карту различные меры длины относительно приложенных сил. Уравнение модуля Юнга E = растягивающее напряжение / растягивающее напряжение = (FL) / (A * изменение в L), где F - приложенная сила, L - начальная длина, A - площадь квадрата и E - модуль Юнга в Паскалях. (Па). Используя график, вы можете определить, демонстрирует ли материал эластичность.
Соответствующие приложения для модуля Юнга
Испытание на растяжение помогает определить жесткость материалов с помощью расчетов модуля Юнга. Рассмотрим резинку. Когда вы растягиваете резинку, вы прикладываете силу, чтобы вытянуть ее. В какой-то момент резиновая лента изгибается, деформируется или ломается.
Таким образом, испытание на растяжение оценивает эластичность различных материалов. Этот тип идентификации в основном классифицирует упругое или пластическое поведение. Следовательно, материалы являются эластичными, когда они деформируются достаточно, чтобы вернуться в исходное состояние. Однако пластическое поведение материала демонстрирует необратимую деформацию.
Если материалы испытывают значительную силу, возникает точка предела прочности. Различные материалы показывают более высокое или более низкое значение модуля Юнга. При экспериментальном испытании на растяжение такие материалы, как нейлон, показывают более высокий модуль Юнга при 48 мегапаскалях (МПа), что указывает на превосходный материал для создания прочных элементов. Алюминий, наполненный стеклом нейлон и карбонид также демонстрируют высокое значение модуля Юнга, равное 70 МПа, что делает их полезными для еще более прочных компонентов. Современная медицинская технология использует эти материалы и испытания на растяжение для разработки безопасных имплантатов.