Young Modulus לעומת חוזק מתיחה
המודלוס וחוזק המתיחה של יאנג הם שתי תכונות של מוצקים. תכונות אלו ממלאות תפקיד חיוני בתחומים כמו מדעי החומר, הנדסת מכונות, קונסטרוקציות ופיזיקה. חשוב מאוד שתהיה הבנה נכונה של מושגים אלו על מנת להצטיין בתחומים כאלה. במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם המודולוס וחוזק המתיחה של יאנג, ההגדרות שלהם, יישומי המודולוס וחוזק המתיחה של יאנג, הדמיון בין שני אלה ולבסוף ההבדל בין המודולוס של יאנג לחוזק המתיחה.
Young's Modulus
המודוס של יאנג הוא תכונה בעלת ערך רב של החומר ומשמשת לאפיון קשיחות החומר. מודול יאנג הוא היחס בין הלחץ על האובייקט (מתח) לבין המתח של האובייקט. מכיוון שהמתח הוא חסר ממדים, יחידות המודולוס של יאנג שוות ליחידות הלחץ, שהם ניוטון למ ר. עבור חומרים מסוימים, מודול ה-Young קבוע על פני טווח מסוים של מתח. חומרים אלה מצייתים לחוק הוק ונאמר שהם חומרים ליניאריים. חומרים, שאין להם מודול יאנג קבוע, ידועים כחומרים לא ליניאריים. יש להבין בבירור שהמודלוס של יאנג הוא תכונה של החומר, לא של האובייקט. חפצים שונים העשויים מאותו חומר יהיו בעלי אותו מודול יאנג. המודולוס של היאנג נקרא על שמו של הפיזיקאי תומס יאנג. ניתן גם להגדיר את המודולוס של יאנג, כלחץ הנדרש כדי שיהיה עומס יחידה על החומר. למרות שהיחידות של המודולוס של יאנג הן פסקל, זה לא בשימוש נרחב.יחידות גדולות כגון מגה פסקל או גיגה פסקל הן היחידות השימושיות.
חוזק מתיחה
חוזק מתיחה הוא המונח הנפוץ המשמש לחוזק המתיחה האולטימטיבי (UTS). כאשר חומר נמשך הוא נמתח. הכוח, אשר מותח את החומר, מכונה הלחץ. חוזק המתיחה האולטימטיבי הוא המתח המרבי שחומר יכול לעמוד בו לפני הצוואר. צוואר הוא אירוע של חתך רוחב של הדגימה הופך קטן באופן משמעותי. ניתן להסביר זאת באמצעות הקשרים הבין-מולקולריים של הדגימה. כאשר הלחץ מופעל, כוחות המשיכה הבין-מולקולריים פועלים בכיוון ההפוך, כדי לשמור על צורת הדגימה. כאשר הלחץ משתחרר, הדגימה חוזרת באופן מלא או חלקי למצבה ההתחלתי. כאשר הצוואר מתחיל, המולקולות נמתחות זו מזו כך שהכוחות הבין-מולקולריים אינם מספיקים כדי להחזיק אותן יחד. זה גורם למתח פתאומי עקב הלחץ והצוואר קורה. חוזק מתיחה הוא גם תכונה של החומר.זה נמדד בפסקל, אבל יחידה גדולה יותר כמו מגה פסקל משמשת בתנאים מעשיים.
מה ההבדל בין המודולוס של יאנג לחוזק המתיחה?
• המודול של יאנג הוא מדידה של תגובת המתח של החומר ללחץ. חוזק מתיחה אולטימטיבי הוא מדידה של כמות הלחץ שהחומר יכול לעמוד בו.
• מודול ה-Young הוא משתנה עבור חומרים לא ליניאריים, המשתנה בהתאם למתח המופעל. חוזק המתיחה הוא ערך קבוע עבור חומר.
