Hoved vitenskap

Bulk modulfysikk

Bulk modulfysikk
Bulk modulfysikk

Video: Hooke's law: the force of elasticity is proportional to deformation. Formulas physics and mechanics 2024, Juni

Video: Hooke's law: the force of elasticity is proportional to deformation. Formulas physics and mechanics 2024, Juni
Anonim

Bulkmodul, numerisk konstant som beskriver de elastiske egenskapene til et faststoff eller væske når det er under trykk på alle overflater. Det påførte trykket reduserer volumet til et materiale, som går tilbake til det opprinnelige volumet når trykket fjernes. Noen ganger referert til som inkomprimerbarhet, er bulkmodulen et mål på et stoffs evne til å tåle volumendringer når de er under komprimering på alle sider. Det er lik kvoten på det påførte trykket delt på den relative deformasjonen.

I dette tilfellet er den relative deformasjonen, ofte kalt belastning, volumendringen dividert med det opprinnelige volumet. Således, dersom det opprinnelige volum V o av et materiale som er redusert med et påført trykk p til et nytt volum V n, stammen kan bli uttrykt som forandring i volum, V o - V n, dividert med den opprinnelige volum, eller (V o - V n) / V o. Selve bulkmodulen, som per definisjon er trykket delt av stammen, kan uttrykkes matematisk som

Når bulkmodulen er konstant (uavhengig av trykk), er dette en spesifikk form for Hookes lov om elastisitet.

Fordi nevneren, stamme, er et forhold uten dimensjoner, er dimensjonene til bulkmodulen dimensjoner for trykk, kraft per arealenhet. I det engelske systemet kan bulkmodulen uttrykkes i enheter av pund per kvadrat tomme (vanligvis forkortet til psi), og i det metriske systemet, newton per kvadratmeter (N / m 2) eller pascal.

Verdien av bulkmodulen for stål er omtrent 2,3 × 10 7 psi, eller 1,6 × 10 11 pascal, tre ganger verdien for glass. Dermed trengs bare en tredjedel av trykket for å redusere en glassfære i samme mengde som en stålkule med samme begynnelsesstørrelse. Under likt trykk er den proporsjonale reduksjonen i volumet av glass tre ganger den for stål. Man kan også si at glass er tre ganger mer komprimerbart enn stål. Faktisk er komprimerbarhet definert som gjensidigheten til bulkmodulen. Et stoff som er vanskelig å komprimere har en stor bulkmodul, men en liten komprimerbarhet. Et stoff som er lett å komprimere har høy komprimerbarhet, men en lav bulkmodul.