Модуль Юнга (модуль упругости) — это физическая величина, которая характеризует свойства какого-либо материала сгибаться или растягиваться под воздействием силы; по сути именно от этого зависит жёсткость тела.
Это свойство любого материала, и оно зависит от температуры и оказываемого давления.
В физике упругость — это свойство твёрдых материалов возвращаться в свою первоначальную форму и размер после устранения сил, которые применялись при деформации.
Другими словами: когда тело деформируется, то появляется сила, которая стремится восстановить первоначальную форму и размер тела. Сила упругости является этой проявляющейся силой. Также она представляет собой следствие электромагнитного взаимодействия между частицами.
Низкое значение модуля Юнга означает, что изучаемое твёрдое тело является эластичным.
Высокое значение модуля Юнга означает, что изучаемое твёрдое тело является неэластичным или жёстким.
Примеры значений модуля Юнга (упругости) для:
- (т.е. для резины он в 5 раз меньше стали)
Таблица
Большинство материалов имеют значение E очень высокого порядка, поэтому они записываются при помощи «гигапаскалей» ([ГПа]; ).
ЛР-10-2-04 Определение модуля упругости (модуля Юнга) резины
Алмаз | 1220 |
Алюминий | 69 |
Дерево | 10 |
Кадмий | 50 |
Латунь | 97 |
Медь | 110 |
Никель | 207 |
Резина | 0,9 (≈ 1 МПа, мегапаскаль) |
Сталь | 200 |
Титан | 107 |
Единица измерения и формулы
Единица измерения модуля Юнга в СИ — Ньютон на метр в квадрате (Н/м²), т.е. Паскаль (Па).
Формулы
Существует несколько формул, из которых можно вычислить модуль Юнга. Например, закон Гука.
Закон Гука
Можно вычислить модуль Юнга через эти формулы (мы это и сделаем на примере). Из-за этого закона существуют несколько интересных равенств, которые могут быть полезны для расчётов.
Закон Гука (этот описывает явления в теле, в дифференциальной форме):
- σ — механическое напряжение
- E — модуль Юнга (модуль упругости)
- ε — относительное удлинение
Закон Гука (этот описывает явления в теле)
- Fупр — сила упругости
- k × Δl — удлинение тела
- Fупр — сила упругости
- E — модуль Юнга (модуль упругости)
- S — площадь поперечного сечения
- l — первоначальная длина тела
- Δl — удлинение тела
- Fупр/S — механическое напряжение, обозначается как σ
- Δl/l — относительное удлинение, обозначается как ε
Следует заметить, что этот закон действует до той точки, когда материал необратимо деформируется и уже не возвращается в свою первоначальную форму. В какой точке это происходит, уже зависит от материала. Если материал очень жёсткий (значит высокое показание модуля упругости), то эта точка может совпадать с разрывом/деформацией.
Закон Гука Модуль Юнга Механика Урок 18
Другие формулы вычисления модуля Юнга (модуля упругости)
- E — модуль Юнга (модуль упругости)
- k — жёсткость тела
- l — первоначальная длина стержня
- S — площадь поперечного сечения
Либо можно выразить k (жёсткость тела):
- k — жёсткость тела
- E — модуль Юнга (модуль упругости)
- S — площадь поперечного сечения
- l — первоначальная длина стержня/тела
Пример решения задачи (через закон Гука):
Проволока длиной 2,5 метра и площадью поперечного сечения 2,5 миллиметра² удлинилась на 1 миллиметр под действием силы 50 ньютонов. Определить модуль Юнга.
Будем искать через закон Гука (σ = E × ε).
Помним из закона Гука:
σ = F / S (помните, что Fупр/S — механическое напряжение, обозначается как σ)
ε = Δl/l (а это относительное удлинение, обозначается как ε)
Подставляем в формулу (σ = E × ε):
Например, в нашей таблице такой модуль Юнга имеет кадмий.
Узнайте также про:
- Напряжённость электрического поля
- Законы Ньютона
- Закон сохранения энергии
Дата обновления 22/06/2021.
Источник: www.uznaychtotakoe.ru
«Чему равен модуль Юнга серебра, если проволока длиной 4м и площадью поперечного сечения 0,2мм2 удлинилась на 0,5 см при действии на нее силы 20 Н ?»
⭐⭐⭐⭐⭐ Лучший ответ на вопрос «»Чему равен модуль Юнга серебра, если проволока длиной 4м и площадью поперечного сечения 0,2мм2 удлинилась на 0,5 см при действии на нее силы 20 Н ?»» от пользователя Елисей Старостюк в разделе Физика. Задавайте вопросы и делитесь своими знаниями.
Открой этот вопрос на телефоне — включи камеру и наведи на QR-код!
Источник: shpora.org
Тест по физике Свойства твердых тел и жидкостей для 10 класса
Тест по физике Свойства твердых тел и жидкостей для 10 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта, в каждом варианте 7 заданий с выбором ответа.
1 вариант
1. Деформации кручения в наибольшей степени подвержен(а)
1) ножка стола
2) винт при завинчивании
3) пружина, на которой висит груз
4) струна гитары
2. Единица механического напряжения в СИ
3. Модуль Юнга равен
1) отношению механического напряжения к относительному удлинению
2) механическому напряжению
3) отношению относительного удлинения к механическому напряжению
4) произведению относительного удлинения и механического напряжения
4. Предел прочности — механическое напряжение, при котором тело
1) ещё сохраняет упругие свойства
2) становится хрупким
3) становится пластичным
4) начинает разрушаться
5. Модуль Юнга стали равен 210 ГПа. Это означает, что
1) если бы удалось увеличить длину стального стержня в 2 раза, то в нём возникло бы механическое напряжение 210 ГПа
2) механическое напряжение, которое возникает в стальном стержне площадью поперечного сечения 1 м 2 при действии на него силы 1 Н, равно 210 ГПа
3) механическое напряжение, возникающее в стальном стержне, равно 210 ГПа
4) механическое напряжение, возникающее в стальном стержне, равно 1 ГПа при действии на него силы 210 Н
6. Чему равен моду ль Юнга серебра, если проволока длиной 4 м и площадью поперечного сечения 0,2 мм 2 удлинилась на 0,5 см при действии на неё силы 20 Н?
1) 80 ГПа
2) 10 8 Па
3) 800 Па
4) 10 Па
7. Капилляры одинакового диаметра опущены один — в воду, а другой — в мыльный раствор. Сравните высоту подъёма воды h1 и мыльного раствора h2 в капиллярах, считая плотность жидкостей одинаковой. Поверхностное натяжение воды 73 мН/м, мыльного раствора — 40 мН/м.
2 вариант
1. Деформации изгиба в наибольшей степени подвержен(а)
1) ножка стола
2) винт при завинчивании
3) пружина, на которой висит груз
4) струна гитары
2. Механическое напряжение равно
1) отношению силы, действующей на тело, к площади его поперечного сечения
2) действующей на тело силе
3) произведению силы, действующей на тело, и площади его поперечного сечения
4) отношению площади поперечного сечения тела к силе, действующей на него
3. Единица модуля Юнга в СИ
4. Запас прочности — это
1) механическое напряжение, при котором тело начинает разрушаться
2) механическое напряжение, при котором тело перестаёт быть упругим
3) механическое напряжение, при котором тело сохраняет деформацию
4) число, показывающее, во сколько раз предел прочности больше допустимого механического напряжения
5. Модуль Юнга алюминия равен 70 ГПа. Это означает, что
1) если бы удалось увеличить длину алюминиевого стержня в 2 раза, то в нём возникло бы механическое напряжение 70 ГПа
2) механическое напряжение, которое возникает в алюминиевом стержне площадью поперечного сечения 1 м 2 при действии на него силы 1 Н, равно 70 ГПа
3) механическое напряжение, возникающее в алюминиевом стержне, равно 70 ГПа
4) механическое напряжение, возникающее в алюминиевом стержне, равно 1 ГПа при действии на него силы 70 Н
6. Чему равна сила, действующая на серебряную проволоку длиной 4 м, имеющую площадь поперечного сечения 0,2 мм 2 , если она под действием силы удлинилась на 0,5 см? Модуль Юнга серебра равен 80 ГПа.
1) 16 кн
2) 800 Н
3) 80 Н
4) 20 Н
7.Капилляры одинакового диаметра опущены один — в керосин, а другой — в бензин. Сравните высоту подъёма h1 керосина и h2 бензина в капиллярах. Плотность керосина 800 кг/м 3 , плотность бензина 700 кг/м 3 , поверхностное натяжение керосина 24 мН/м, бензина — 21 мН/м.
Ответы на тест по физике Свойства твердых тел и жидкостей для 10 класса
1 вариант
1-4
2-1
3-1
4-4
5-1
6-1
7-2
2 вариант
1-4
2-1
3-1
4-4
5-1
6-4
7-1
Тест по физике Свойства твердых тел и жидкостей для 10 класса
Похожие записи
Тест по физике Преломление света 9 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Преломление света, Физический смысл показателя преломления света для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа. 1. Показатель преломления стекла— Читать далее
Тест по физике Источники света 8 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Источники света, Распространение света для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 12 заданий с выбором ответа. 1. Свет — излучение, которое 1) делает— Читать далее
Тест по физике Видимое движение светил 8 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Видимое движение светил для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа. 1. Эклиптика — это 1) картина звездного неба2)— Читать далее
Тест по физике Дисперсия света 9 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Дисперсия света, Цвета тел, Типы оптических спектров для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа. 1. Примером дисперсии света— Читать далее
Тест по физике Отражение света 8 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Отражение света, Закон отражения света для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 14 заданий с выбором ответа. 1. В каком случае виден тот— Читать далее
Тест по физике Плоское зеркало 8 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Плоское зеркало для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 6 заданий с выбором ответа. 1. Плоское зеркало — это 1) гладкая поверхность, хорошо— Читать далее
Тест по физике Поглощение и испускание света атомами 9 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Поглощение и испускание света атомами, Происхождение линейчатых спектров для учащихся 9 класса с ответами. Тест включает в себя 10 заданий с выбором ответа. 1. Кто автор— Читать далее
Тест по физике Преломление света 8 класс
менее 1 мин чтения Нет комментариев
Тест по физике Преломление света, Закон преломления света для учащихся 8 класса с ответами. Тест включает в себя 13 заданий с выбором ответа. 1. Оптически более плотная среда —— Читать далее
Поделиться
Источник: sochineniya-na5.ru