Физика — Модуль Юнга — Бирмингемский университет
Одним из самых важных тестов в технике является знание того, когда объект или материал будет изгибаться или ломаться, и свойство, которое говорит нам об этом, — модуль Юнга. Это мера того, насколько легко материал растягивается и деформируется.
|
Введение |
Видео |
В фокусе |
Заключение |
Следующие шаги |
Согнется или сломается?
Провода подчиняются закону Гука, как и пружины. Когда приложена сила F , она распространится на некоторое расстояние x , что можно просто описать уравнением F = kx
В то время как k для пружины — это жесткость пружины, степень растяжения проволоки зависит от ее площади поперечного сечения, длины и материала, из которого она изготовлена.
Поскольку сила F = мг , мы можем получить модуль Юнга проволоки, измерив изменение длины ( dl ), поскольку применяются гири массой м (при условии, что г = 9,81 метра в секунду в квадрате).
Относится ли модуль Юнга к исследованиям?
Имеет ли модуль Юнга отношение к исследованиям?
Что важно знать?
Для разных типов материалов графики напряжения-деформации могут выглядеть очень по-разному. Хрупкие материалы, как правило, очень прочные, потому что они могут выдерживать большие нагрузки, они не сильно растягиваются и могут внезапно сломаться.
В эксперименте, показанном на видео выше, мы измерили модуль Юнга медной проволоки, которая не сильно растягивается. Таким образом, можно использовать реперный маркер, например, ленту, чтобы определить исходную и увеличенную длину. Выполнение многократных измерений с различными массами увеличит количество точек на графике напряжения-деформации и сделает расчет модуля Юнга более надежным. Еще одна вещь, о которой нужно позаботиться, — это измерение площади поперечного сечения провода.
Как это применимо ко мне?
Изучение механических свойств материалов важно, потому что оно помогает нам понять, как ведут себя материалы, и позволяет нам разрабатывать новые продукты и улучшать существующие. В качестве примера темы исследования в Бирмингеме рассматривалась разработка шестов для прыжков, используемых спортсменами, занимающимися прыжками в высоту, для достижения максимальной производительности. Эти шесты должны быть легкими, чтобы обеспечить быстрый разбег, но также должны сохранять энергию упругой деформации при изгибе шеста. Шест должен преобразовывать энергию упругости в кинетическую энергию по мере того, как он выпрямляется, и быть в состоянии выдерживать нагрузки, вызванные весом прыгуна, а также выдерживать многократные использования спортсменом.
В небольших масштабах существует множество продуктов, содержащих биологические (например, фармацевтические препараты, препараты для лечения бесплодия, тканевая инженерия) и небиологические микрочастицы (например, химикаты, сельское хозяйство, товары для дома).
Благодаря пониманию их механических свойств мы можем прогнозировать их поведение при производстве и обработке, максимизировать их эксплуатационные возможности.
Модуль Юнга материала полезно знать, чтобы предсказать поведение материала под действием силы. Это важно практически для всего, что нас окружает, от зданий до мостов, транспортных средств и многого другого.
Следующие шаги
Эти ссылки предоставляются для удобства и только в информационных целях; они не являются подтверждением или одобрением Бирмингемским университетом какой-либо информации, содержащейся на внешнем веб-сайте. Университет Бирмингема не несет ответственности за точность, законность или содержание внешнего сайта или последующих ссылок. Пожалуйста, свяжитесь с внешним сайтом для получения ответов на вопросы, касающиеся его содержания.
Кабели и провода, соответствующие требованиям RoHS
61 
40 
29 
1 
14 
