มอดุลัสของยัง (Young’s modulus) คือ อัตราส่วนระหว่างแรงตึงที่กระทำต่อของแข็งต่อการเปลี่ยนแปลงความยาวของของแข็ง
1 | E = (F / A) / (ΔL / L) |
โดยที่
- E คือ มอดูลัสของยัง (Pa)
- F คือ แรงตึง (N)
- A คือ พื้นที่หน้าตัดของของแข็ง (m²)
- ΔL คือ การเปลี่ยนแปลงความยาวของของแข็ง (m)
- L คือ ความยาวเริ่มต้นของของแข็ง (m)
มอดูลัสของยังเป็นสมบัติของวัสดุที่แสดงถึงความสามารถในการต้านทานการยืดของวัสดุ ยิ่งมอดูลัสของยังมีค่าสูง แสดงว่าวัสดุมีความยืดหยุ่นสูง
ตัวอย่าง
- เหล็กมีมอดูลัสของยังประมาณ 200,000 MPa หมายความว่าเหล็กสามารถทนต่อแรงตึงได้สูงก่อนที่จะเกิดการยืด
- ยางมีมอดูลัสของยังประมาณ 0.01 MPa หมายความว่ายางสามารถยืดได้มากก่อนที่จะเกิดการยืด
การประยุกต์ใช้มอดูลัสของยัง
มอดูลัสของยังถูกนำมาประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ มากมาย เช่น
- การออกแบบโครงสร้าง โครงสร้างต่างๆ เช่น สะพาน อาคาร รถยนต์ ฯลฯ จะต้องออกแบบให้สามารถรับแรงกระทำต่างๆ ได้โดยไม่เกิดการเสียรูปมากเกินไป โดยพิจารณาจากมอดูลัสของยังของวัสดุที่ใช้
- การผลิตวัสดุ วัสดุต่างๆ เช่น ยาง พลาสติก โลหะ ฯลฯ จะต้องผลิตให้มีความยืดหยุ่นเหมาะสมกับการใช้งาน โดยพิจารณาจากมอดูลัสของยังของวัสดุ
- เครื่องมือและอุปกรณ์ เครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สายพาน สปริง ฯลฯ จะต้องมีความยืดหยุ่นเหมาะสมกับการใช้งาน โดยพิจารณาจากมอดูลัสของยังของวัสดุ
สรุป
มอดูลัสของยังเป็นสมบัติของวัสดุที่สำคัญ ช่วยให้เราสามารถเข้าใจและอธิบายความสามารถในการต้านทานการยืดของวัสดุได้ มอดูลัสของยังถูกนำมาประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ มากมาย เพื่อให้โครงสร้าง วัสดุ และอุปกรณ์ต่างๆ มีประสิทธิภาพและปลอดภัย