หลัก วิทยาศาสตร์

ฟิสิกส์มอดุลัสจำนวนมาก

ฟิสิกส์มอดุลัสจำนวนมาก
ฟิสิกส์มอดุลัสจำนวนมาก
Anonim

กลุ่มโมดูลัสค่าคงที่ตัวเลขที่อธิบายคุณสมบัติความยืดหยุ่นของของแข็งหรือของเหลวเมื่ออยู่ภายใต้ความกดดันในทุกพื้นผิว แรงดันที่ใช้จะลดปริมาตรของวัสดุซึ่งจะกลับไปเป็นปริมาณเดิมเมื่อความดันถูกลบออก บางครั้งเรียกว่าการบีบอัดโมดูลัสเป็นกลุ่มเป็นการวัดความสามารถของสารที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณเมื่ออยู่ภายใต้แรงกดดันในทุกด้าน มันเท่ากับผลหารของความดันที่ใช้หารด้วยแมพสัมพัทธ์

ในกรณีนี้การเปลี่ยนรูปแบบสัมพัทธ์หรือที่เรียกว่าสายพันธุ์คือการเปลี่ยนแปลงปริมาตรหารด้วยปริมาตรดั้งเดิม ดังนั้นหากปริมาตรดั้งเดิม V oของวัสดุลดลงโดยความดันที่ใช้ p เป็นปริมาตรใหม่ V nความเครียดอาจแสดงเป็นการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร, V o - V n, หารด้วยปริมาตรดั้งเดิมหรือ (V o - V n) / V o มวลโมดูลัสของตัวเองซึ่งตามคำจำกัดความคือความดันหารด้วยความเครียดอาจแสดงทางคณิตศาสตร์เป็น

เมื่อโมดูลัสส่วนใหญ่คงที่ (ไม่ขึ้นกับความดัน) นี่เป็นรูปแบบเฉพาะของกฎความยืดหยุ่นของฮุค

เนื่องจากตัวส่วนความเค้นเป็นอัตราส่วนที่ไม่มีมิติขนาดของโมดูลัสแบบกลุ่มคือความดันแรงต่อหน่วยพื้นที่ ในระบบภาษาอังกฤษโมดูลัสแบบกลุ่มอาจแสดงหน่วยเป็นปอนด์ต่อตารางนิ้ว (โดยปกติจะย่อมาจาก psi) และในระบบเมตริกนิวตันต่อตารางเมตร (N / m 2) หรือ pascals

ค่าโมดูลัสจำนวนมากสำหรับเหล็กประมาณ 2.3 × 10 7 psi หรือ 1.6 × 10 11 pascals ซึ่งมีมูลค่าสามเท่าสำหรับกระจก ดังนั้นจำเป็นต้องใช้แรงดันเพียงหนึ่งในสามในการลดทรงกลมแก้วในปริมาณที่เท่ากันกับทรงกลมเหล็กที่มีขนาดเริ่มต้นเท่ากัน ภายใต้แรงกดดันที่เท่ากันปริมาตรของกระจกที่ลดลงนั้นเป็นสามเท่าของเหล็ก อาจกล่าวได้ว่าแก้วสามารถอัดได้มากกว่าเหล็กถึงสามเท่า ในความเป็นจริงการบีบอัดถูกกำหนดเป็นส่วนกลับของโมดูลัสเป็นกลุ่ม สารที่ยากต่อการบีบอัดมีโมดูลัสขนาดใหญ่ แต่มีแรงอัดน้อย สารที่บีบอัดได้ง่ายมีความสามารถในการอัดสูง แต่มีค่ามอดูลัสจำนวนน้อย