杨氏模量是多少(Young's Modulus)?

杨氏模量是衡量压缩材料(如钢)难度的一种方法。它测量压力,通常用帕斯卡(Pa)计算。物理学家通常用杨氏模量来测定应变,即材料对压力的反应,例如被挤压或拉伸。 杨氏模量有助于工程师确定建筑材料的强度。原子间作用力或将材...
杨氏模量是衡量压缩材料(如钢)难度的一种方法。它测量压力,通常用帕斯卡(Pa)计算。物理学家通常用杨氏模量来测定应变,即材料对压力的反应,例如被挤压或拉伸。杨氏模量有助于工程师确定建筑材料的强度。原子间作用力或将材料固定在一起的力与理解这种测量方法密切相关。固体中的原子既有排斥力,也有负向力和吸引力,或正的,相互作用的力。原子产生的力只有在完全分离时才能达到平衡。例如,如果原子被推得太近或分离得太远,原子将不再处于完全平衡状态。一旦它们不再处于平衡状态,它们将反对所施加的作用对它们来说,原子间作用力越大,杨氏模量值就越大,材料就越反对作用。例如,如果原子间力是刚性的,那么这个测量值就越大,材料在受到挤压时不会收缩得那么大。在研究钢的物理时,科学家必须首先记住,钢主要由铁原子组成,因此,钢的杨氏模量与铁的杨氏模量大致相同。由于铁的杨氏模量为195000000000Pa或195千兆帕,因此被认为是非常大且很难压缩的。了解钢在日常生活中极难压缩。例如,它可以用来建造建筑物而不会被压缩,破坏建筑结构的完整性。一个只有1米(3)的立方体钢28英尺)的宽度、高度和深度,在支撑一辆校车的重量时,由于它能承受的压力,它只能压缩约1微米。相比之下,由相同尺寸的铅制成的立方体的杨氏模量值更低。铅立方体的压缩比钢立方体。杨氏模量也可用于计算张力,即原子被拉离而不是挤压在一起。在这种情况下,应变是负的,因为原子是被拉伸的而不是被压缩的。我们应该理解的主要概念是,在任何一种情况下,被测量的原子之间的力的刚度,无论它们是被压缩还是被拉伸。因此,对于任何一种测量,杨氏模量计算的压力都不会改变。
  • 发表于 2020-09-06 15:57
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  • 分类:科学教育

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