עיקרי מדע

פיזיקה של מודולוס גורף

פיזיקה של מודולוס גורף
פיזיקה של מודולוס גורף

וידאו: Relative speed of sound in solids, liquids, and gases | Physics | Khan Academy 2024, מאי

וידאו: Relative speed of sound in solids, liquids, and gases | Physics | Khan Academy 2024, מאי
Anonim

מודולוס גורף, קבוע מספרי המתאר את התכונות האלסטיות של מוצק או נוזל כאשר הוא נמצא תחת לחץ על כל המשטחים. הלחץ המופעל מצמצם את נפח החומר, שחוזר לנפח המקורי כאשר מוסר הלחץ. מכונה שלעיתים מכונה חוסר הדחיסה, מודולוס התפזורת הוא מדד ליכולתו של חומר לעמוד בפני שינויים בנפח כאשר הוא נמצא תחת דחיסה מכל הצדדים. זה שווה לכמות הלחץ המופעל מחולק לפי העיוות היחסי.

במקרה זה, העיוות היחסי, המכונה בדרך כלל זן, הוא שינוי הנפח חלקי הנפח המקורי. לפיכך, אם נפח V o המקורי של חומר מופחת בלחץ המופעל p לנפח V n חדש, הזן עשוי להתבטא כשינוי הנפח, V o - V n, מחולק על ידי הנפח המקורי, או (V o - V n) / V o. מודולוס התפזורת עצמו, אשר מעצם הגדרתו הוא הלחץ המתחלק על ידי הזן, עשוי להתבטא באופן מתמטי

כאשר מודולוס התפזורת הוא קבוע (ללא תלות בלחץ), זוהי צורה ספציפית לחוק האלסטיות של הוק.

מכיוון שהמכנה, המתח, הוא יחס ללא ממדים, הממדים של מודול הבסיס הם אלה של לחץ, כוח ליחידת שטח. במערכת האנגלית מודולוס התפזורת עשוי להתבטא ביחידות של קילוגרמים לאינץ '(לרוב מקוצרות ל- psi), ובמערכת המטרית, ניוטונים למ"ר (N / m 2), או פסקלים.

הערך של מודולוס התפזורת לפלדה הוא בערך 2.3 × 10 7 psi, או 1.6 × 10 11 פסקלים, פי שלושה מהערך לזכוכית. לפיכך, רק שליש מהלחץ נדרש כדי להפחית כדור זכוכית באותה כמות כמו כדור פלדה באותו גודל ראשוני. בלחץ שווה, הירידה הפרופורציונית בנפח הזכוכית היא פי שלושה מזו של הפלדה. ניתן לומר גם כי זכוכית דחוס פי שלוש מפלדה. למעשה, הדחיסה מוגדרת כהדדיות של מודולוס התפזורת. לחומר שקשה לדחוס יש מודולוס בתפזורת גדול אך דחיסות קטנה. לחומר שקל לדחוס יש דחיסה גבוהה אך מודולוס בתפזורת נמוכה.