Youngin moduuli on mitta siitä, kuinka vaikeaa on puristaa materiaalia, kuten terästä. Se mittaa paineen ja lasketaan tyypillisesti pascaleina (Pa). Fyysikot käyttävät sitä yleisimmin rasituksen määrittämiseen, mittaukseen siitä, miten materiaali reagoi paineeseen, kuten puristamiseen tai venyttämiseen.
Interatomiset voimat tai materiaalia yhdessä pitävät voimat liittyvät vahvasti tämän mittauksen ymmärtämiseen. Kiinteän aineen atomit kohdistavat toisiinsa sekä vastenmielisiä, negatiivisia että houkuttelevia tai positiivisia voimia. Atomien luomat voimat saavuttavat tasapainon vain, kun ne on erotettu toisistaan täydellisesti. Esimerkiksi, jos atomit työnnetään liian lähelle toisiaan tai jos ne erotetaan liian kauas toisistaan, atomit eivät enää ole täydellisessä tasapainossa. Kun he eivät enää ole tasapainossa, he vastustavat toimenpiteen soveltamista niihin.
Mitä jäykemmät atomien väliset voimat ovat, sitä suurempi on Youngin moduuli -arvo ja sitä enemmän materiaali vastustaa toimintaa. Jos esimerkiksi atomienväliset voimat ovat jäykkiä, tämä mittaus on suuri eikä materiaali kutistu niin paljon, kun sitä puristetaan.
Tutkiessaan teräksen fysiikkaa tiedemiehen on ensin muistettava, että teräs koostuu pääasiassa rauta -atomeista. Näin ollen Youngin teräsmoduuli on suunnilleen sama kuin Youngin rautamoduuli. Koska Youngin rautamoduuli on 195,000,000,000 195 XNUMX XNUMX Pa tai XNUMX gigapascalia (GPa), sitä pidettiin erittäin suurena ja erittäin vaikeasti pakattavana.
Ymmärrys siitä, että terästä on erittäin vaikea puristaa, on tärkeää jokapäiväisessä elämässä. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi rakennusten rakentamiseen eikä puristumaan, mikä pilaa rakennusrakenteen eheyden. Teräskuutio, jonka leveys, korkeus ja syvyys on vain 1 metri (3.28 jalkaa), puristaisi vain noin yhden mikronin ja kannattaisi yhden koulubussin painon, koska se kestää painetta. Vertailun vuoksi, kuutiolla, joka koostuu samoista mitoista ja joka on valmistettu lyijystä, on pienempi arvo Youngin moduulille. Lyijykuutio puristuu 14 kertaa enemmän kuin teräskuutio.
Youngin moduulia voidaan käyttää myös laskettaessa jännitystä, jossa atomit vedetään erilleen eikä puristeta yhteen. Näissä tapauksissa kanta on negatiivinen, koska atomit venytetään puristamisen sijaan. Pääkäsite, joka tulisi ymmärtää, on se, että kummassakin tapauksessa mitataan atomien välisten voimien jäykkyyttä – olivatpa ne sitten puristettuja tai venytettyjä. Näin ollen Youngin moduulille laskettu paine ei muutu kumpaakaan mittausta varten.