Content
El mòdul d'elasticitat, també anomenat mòdul Young, fa referència a la capacitat d'un material de resistir les forces d'estirament, compressió i expansió que són imposades per causes externes. Defineix la quantitat de deformació que pateix el material en aquestes forces mantenint la memòria de la seva forma original. Quan ja no existeixen, d’aquesta manera, el material tornarà a la seva forma inicial. Aquesta capacitat del material es redueix bàsicament fins al punt de rendiment de l'estrès. Si les forces externes deformen el material més enllà d’aquest punt, es deformarà definitivament i no tornarà a la seva forma original amb la retirada de forces. Si les forces externes us porten més enllà de la tensió suportada pel punt de resistència màxim del material, es produirà una ruptura. Llegiu els següents consells per aprendre a calcular el mòdul d’elasticitat.
Passos
Mètode 1 de 3: Comprendre la diferència entre estrès i desgast
Tingueu en compte que l'estrès material és causat per forces d'allargament axial. Per exemple, tirar un caramel de llarg a llarg farà que s’estengui a causa de l’estrès aplicat.
Entendre que la deformació del material és causada per la força de cizalla, perpendicular al seu eix. Per exemple, prement la meitat d'una corda a la raqueta de tennis la doblarà a causa de la cisalla aplicada.
Mètode 2 de 3: Determineu les dades necessàries per a les equacions
Mesureu el canvi proporcional de volum (també conegut com inflor) del material. Apliqueu una força coneguda al material en les indicacions de tensió i cisallament.Mesureu la dilatació () que es produeix al material només amb l’aplicació d’estrès, i després mesura la dilatació () que es produeix al material només amb l’aplicació de cisalla.
Mètode 3 de 3: Feu els càlculs
Calculeu el mòdul brut. Aquest valor expressa la força del material quan s’aplica la força externa en la direcció axial, produint tensió. La pressió externa (força de vegades de la zona sobre la qual s’aplica la força, expressada en) aplicada al material és igual a la dilatació (sense unitat de mesura) vegades el mòdul brut (expressat en). Igual, el mòdul brut es determinarà dividir per.
Determineu el mòdul de cisalla. Aquest valor expressa la força del material quan s’aplica una força externa en la direcció perpendicular, produint deformació. La pressió externa (la força de la superfície sobre la qual s’aplica la força, expressada en) aplicada al material és igual a la dilatació (sense unitat de mesura) vegades del mòdul de cisalla (expressat en). Igual, el mòdul brut està determinat per dividir-se per.
Determinar el mòdul de Young. L’accentuació d’un material donarà lloc a una deformació proporcional i viceversa. El mòdul de Young descriu la relació entre l’estrès i la deformació present. Aquesta és una relació lineal associada a la tensió de rendiment. El mòdul de Young és igual a l'estrès dividit per la deformació patida.
Consells
- Quan apliqueu forces externes al material per tal de mesurar el canvi de volum proporcional, eviteu exagerar la mesura fins al punt en què el material superi la tensió de rendiment. La deformació permanent resultant, en aquest cas, invalidarà les dades obtingudes.
- Una força sinusoïdal externa per mesurar el canvi de volum proporcional aportarà valors de tensió de rendiment més precisos que en aplicar una força externa homogènia.
