Bulk Modulus vs Young Modulus
Visos medžiagos sudarytos iš atomų. Atomų tipas, skaičius ir jų ryšys įvairiose medžiagose skiriasi, o tai apibrėžia kiekvieną jų unikalią savybę. Kad ir kiek atomų susijungtų, kad susidarytų tam tikra medžiaga, atomai nėra linkę kompaktiškai išsidėstyti ten, kur tarp jų nėra tarpo. Tarp atomų esančios traukos ir atstūmimo jėgos visada išlaiko tam tikrą tarpą tarp jų. Todėl bet kokioje medžiagoje, kad ir kokios kompaktiškos jos būtų, tarp atomų yra pakankamai ir daugiau erdvės. Medžiagas daugiausia skirstome į tris klases: kietąsias, skystąsias ir dujines. Jų atomų išdėstymas skiriasi. Kietosios medžiagos turi labai kompaktišką atominį išsidėstymą, o dujose atomai yra išsisklaidę didesniame tūryje ir labai mažai sąveikauja. Skysčiuose galima pamatyti tarpinį tarpsnį tarp kietųjų medžiagų ir dujų.
Masinis modulis
Dauguma medžiagų sumažina savo tūrį veikiant vienodu išoriniu slėgiu. Tačiau šis sumažėjimas nėra tiesinė kreivė, o, didėjant slėgiui, tūris mažėja eksponentiškai. Tūrinis modulis reiškia suspaudžiamumo abipusį koeficientą arba, kitaip tariant, tai yra atsparumo suspaudžiamumui matas. Be to, jis apibūdina medžiagos elastines savybes.
Tūrinis modulis gali būti apibrėžtas kaip slėgio padidėjimas, reikalingas tūriui sumažinti 1/e koeficientu. Kai medžiaga suspaudžiama, ji bus šiek tiek atspari gniuždymui, priklausomai nuo jos atominio išdėstymo. Tūrinis modulis rodo šį medžiagos atsparumą tolygiai suspaudžiant. Jis matuojamas paskaliais/barais arba bet kokiu kitu slėgio vienetu. Tūrinis modulis leidžia suprasti, kaip keičiasi kietos medžiagos tūris, keičiantis slėgiui. Kalbant apie kietą medžiagą, tūrinis modulis taip pat yra skysčių savybė, tai rodo skysčio suspaudžiamumą. Gana suspaudžiami skysčiai turi mažą tūrio modulį, o šiek tiek suspaudžiami skysčiai turi didelį tūrio modulį. Toliau pateikiama lygtis, skirta tūriniam moduliui K apskaičiuoti.
K=-V(∂P/∂V)
V yra medžiagos tūris, o P yra taikomas slėgis.
Plieno tūrinis modulis yra 1,6 × 1011 P, o tai tris kartus viršija stiklo vertę. Todėl stiklas tris kartus suspaudžiamas nei plienas.
Young Modulus
Jaunasis modulis apibūdina medžiagos, kuri suspaudžiama arba tempiama tik viena kryptimi, elastines savybes. Pavyzdžiui, kai metalinis strypas ištempiamas arba suspaudžiamas iš vienos pusės, jis gali grįžti į pradinį ilgį (arba arčiau jo). Tai parodo, kiek metalas gali atlaikyti įtempimą ar suspaudimą. Jaunasis modulis yra šios medžiagos tamprumo savybės matas. Youngo modulis buvo pavadintas fiziko Thomaso Youngo vardu. Tai taip pat žinoma kaip elastingumo modulis. Jaunasis modulis taip pat turi slėgio vienetus kaip tūrinį modulį. Jaunasis modulis E apskaičiuojamas taip, kaip parodyta toliau.
E=tempimo įtempis / tempimo deformacija
Kuo skiriasi „Bulk Modulus“ir „Young Modulus“?
• Tūrinis modulis yra apibrėžtas vienodam suspaudimui, kai slėgis taikomas tolygiai iš visų krypčių. Jaunasis modulis apibrėžiamas tik vienai medžiagos ašiai.
• Masinis modulis matuoja tūrio pokytį, kai taikomas slėgis, o Youngo modulis matuoja ilgį.
• Masiniu moduliu matuojamas taikomo slėgio dydis. Matuojamas Youngo modulis taikomas tempimo įtempis (suspaudimas arba tempimas).
