યંગ મોડ્યુલસ એટલે શું સમજાવો અને તેનો એકમ અને પારિમાણિક સૂત્ર લખો. .
પ્રાયોગિક અવલોકનો સૂચવે છે કે આપેલા દ્રવ્ય માટે તણાવ પ્રતિબળ કે દાબીય પ્રતિબળ વડે ઉદભવતી વિકૃતિનું મૂલ્ય સમાન હોય છે.
યંગ મોડ્યુલસ $=$તણાવ પ્રતિબળ $(\sigma)$/સંગત વિકૃતિ $(\varepsilon)$
$Y=\frac{\sigma}{\varepsilon}$
$\therefore Y=\frac{( F / A )}{(\Delta L / L )}$
$=\frac{( F \times L )}{( A \times \Delta L )}$
અહી, વિકૃતિ પરિમાણરહિત રાશિ હોવાથી યંગ મોડ્યુલસનો એકમ પ્રતિબળના એકમ જેવો જ એટલે કે $Nm ^{-2}$ અથવા પાસ્કલ $( P a)$ છે.
પારિમાણિક સૂત્ર : $\left[ M ^{1} L ^{-1} T ^{-2}\right]$ છે.
કેટલાંક દ્રવ્યનાં યંગ મોડ્યુલસ, સ્થિતિસ્થાપક્તાની હદ અને તણાવ પ્રબળતાનાં મૂલ્યો કોષ્ટકમાં આપેલ છે.
પદાર્થ |
યંગ મોડ્યુલ્સ $10^{9} \mathrm{~N} / \mathrm{m}^{2}$ $\sigma_{y}$ |
સ્થિતિસ્થાપકતાની હદ $10^{7} \mathrm{~N} / \mathrm{m}^{2}$ $%$ |
તણાવ પ્રબળતા $10^{7} \mathrm{~N} / \mathrm{m}^{2}$ $\sigma_{u}$ |
એલ્યુમિનિયમ | $70$ | $18$ | $20$ |
કૉપર | $120$ | $20$ | $40$ |
લોખંડ(ઘડેલું) | $190$ | $17$ | $33$ |
સ્ટીલ | $200$ | $30$ | $50$ |
હાડકું (તણાવ) (દાબીય) |
$16$ $9$ |
$12$ $12$ |
ધાતુઓ માટે યંગ મોડ્યુલસનું મૂલ્ય વધારે છે તેથી, ધાતુઓની લંબાઈમાં નાનો ફેરફાર કરવા માટે મોટા બળની જરૂર પડે છે.
એલ્યુમિનિયમ, પિત્તળ અને તાંબા કરતાં સ્ટીલ વધુ સ્થિતિસ્થાપક છે, તેથી હેવી ડ્યુટી મશીન અને સ્ટ્રકચરલ ડિઝાઈનમાં સ્ટીલને પસંદ કરવામાં આવે છે.
લાકડું, હાડકું, કૉક્રિટ અને કાચના યંગ મોડ્યુલસના મૂલ્યો પ્રમાણામાં નાના (ઓછા) છે.
$8\,cm$ લંબાઇ ધરાવતા રબરનો યંગ મોડયુલસ અને ઘનતા અનુક્રમે $5 \times {10^8}\,N/{m^2}$ અને $1.5\,kg/{m^3}$ છે,આ તારને છત પર લગાડતા પોતાના વજનને કારણે લંબાઇમાં થતો વધારો કેટલો હોય ?
એક $L$ લંબાઈ અને $r$ ત્રિજયાના તાર પર $F$ બળ લગાવતા તેની લંબાઈમાં $l$ જેટલો વધારો તહય છે. જો બીજા સમાન $2r$ ત્રિજ્યા ને $2L$ લંબાઈના તાર પર $F$ બળ લગાવવામાં આવે તો લંબાઈમાં કેટલો ફેરફાર થશે?
સ્ટીલના $(Y = 2.0 \times {10^{11}}N/{m^2})$ તારના આડછેડનું ક્ષેત્રફળ $0.1\;c{m^2}$ છે તેની લંબાઈ બમણી કરવા માટે તેના પર કેટલું બળ લગાવવું પડે$?$
યંગ મોડ્યુલસનો એકમ નીચેના પૈકી કોના એકમ જેવો છે.
$A$ આડછેદનું ક્ષેત્રફળ, $r$ ત્રિજયાવાળી અને $E$ યંગ મોડયુલસ ઘરાવતી રીંગને $R$ ત્રિજયાની તકતી પર લગાવવા કેટલા બળની જરૂર પડે? $(R> r)$