Sådan beregner du Youngs Modulus

Når du tænker på robuste materialer, der opretholder en bro eller bygning, kan du måske ikke tænke på elasticitet. Ved hjælp af at bestemme materialernes elasticitet bestemmer Youngs modul spændingen og belastningen. Denne mekaniske egenskab af elasticitet forudsiger, hvordan et robust materiale vil deformere under en bestemt kraft. Da der er et direkte forholdsmæssigt forhold mellem stress og belastning, repræsenterer en graf forholdet mellem trækspændingen og belastningen.
Youngs modulberegninger vedrører elasticitet

Beregningerne fra Youngs modul afhænger af den påførte kraft, Materialetype og materialets areal. Spændingen af ​​mediet vedrører forholdet mellem den påførte kraft i forhold til tværsnitsarealet. Stammen tager også hensyn til materialets forandring i forhold til dets oprindelige længde.

For det første måler du den oprindelige længde af stoffet. Ved hjælp af et mikrometer identificerer du materialets tværsnitsareal. Derefter måles med samme mikrometer de forskellige diametre af stoffet. Brug derefter forskellige slidsede masser til at bestemme den anvendte kraft.
Sciencing Video Vault
Opret den (næsten) perfekte beslag: Her er hvordan
Opret den (næsten) perfekte beslag: Sådan gør du

Da komponenterne strækker sig i forskellige længder, skal du bruge en Vernier-skala for at bestemme længden. Endelig skal du tegne de forskellige længdeforanstaltninger med hensyn til de påkrævede kræfter. Youngs modul-ligning er E = trækspænding /trækstang = (FL) /(A * ændring i L), hvor F er den påførte kraft, L er den oprindelige længde, A er det firkantede område og E er Youngs modul i Pascals (Pa). Ved hjælp af en graf kan du bestemme, om et materiale viser elasticitet.
Relevante applikationer til Youngs Modulus

Trækprøvning hjælper med at identificere stivheden af ​​materialer ved hjælp af Youngs modul-beregninger. Overvej et gummibånd. Når du strækker et gummibånd, anvender du en kraft for at udvide den. På et tidspunkt bøjer gummibåndet, deformerer eller bryder.

På denne måde vurderer strejktestningen elasticiteten af ​​forskellige materialer. Denne type identifikation kategoriserer hovedsagelig en elastisk eller plastisk adfærd. Derfor er materialerne elastiske, når de deformeres tilstrækkeligt til at gå tilbage til den oprindelige tilstand. En plastisk opførsel af et materiale viser dog en ikke-omvendt deformation.

Hvis materialer oplever en stor mængde kraft, opstår der et ultimativt styrkebrudspunkt. Forskellige materialer viser en højere eller lavere Youngs modulværdi. Med eksperimentel trækprøvning afslører materialer som nylon en højere Youngs modul ved 48 MegaPascal (MPa), hvilket indikerer et fremragende materiale til at skabe stærke elementer. Alumid, glasfyldt nylon og carbonmid demonstrerer også en høj Youngs modulværdi på 70 MPa, hvilket gør dem nyttige til endnu mere robuste komponenter. Moderne medicinsk teknologi bruger disse materialer og trækprøvning til at udvikle sikre implantater.