Межа пружності
Згідно з визначенням, модуль пружності показує, яку напругу потрібно прикласти до твердого тіла, щоб його деформація склала 100 %. Проте всі тверді тіла володіють межею пружності, який дорівнює 1 % деформації. Це означає, що якщо прикласти відповідне зусилля і деформувати тіло на величину, меншу ніж 1 %, тоді після припинення дії цього зусилля тіло точно відновлює свою початкову форму і розміри. При додатку занадто великого зусилля, при якому величина деформації перевищує 1 %, після припинення дії зовнішньої сили тіло вже не відновить початкові розміри. В останньому випадку говорять про існування залишкової деформації, яка є свідченням перевищення пружного межі даного матеріалу.
Модуль Юнга в дії
Для визначення модуля пружності, а також для розуміння, як ним користуватися, можна навести простий приклад з пружиною. Для цього необхідно взяти металеву пружину і виміряти площу круга, який утворюють її витки. Це робиться за простою формулою S = πr2, де п – число пі, рівне 3,14, а r – радіус витка пружини.
Далі слід заміряти довжину пружини l0 без навантаження. Якщо повісити який-небудь вантаж масою m1 на пружину, тоді вона збільшить свою довжину до деякої величини l1. Модуль пружності E можна обчислити, виходячи зі знання закону Гука за формулою: E = m1gl0/(S(l1-l0)), де g – прискорення вільного падіння. У цьому випадку зазначимо, що величина деформації пружини в пружній області може набагато перевищувати 1 %.
Знання модуля Юнга дозволяє прогнозувати величину деформації при дії конкретного напруги. В даному випадку, якщо повісити на пружину іншу масу m2, отримаємо таку величину відносної деформації: d = m2g/(SE), де d – відносна деформація в пружній області.
