โมดูลัสจำนวนมากกับโมดูลัสรุ่นเยาว์
สสาร / วัสดุทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม ประเภทของอะตอม จำนวนและการเชื่อมต่อของอะตอมแตกต่างกันไปตามวัสดุ และเป็นตัวกำหนดลักษณะเฉพาะของแต่ละธาตุ ไม่ว่าอะตอมจะรวมตัวกันเป็นสสารจำนวนเท่าใด อะตอมก็มักจะไม่จัดเรียงตัวในลักษณะที่กะทัดรัดซึ่งไม่มีช่องว่างระหว่างอะตอม แรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างอะตอมจะรักษาช่องว่างระหว่างอะตอมไว้เสมอ ดังนั้นในสารใด ๆ ไม่ว่าจะกะทัดรัดแค่ไหนก็มีช่องว่างระหว่างอะตอมเพียงพอและมากขึ้น เราแบ่งสารออกเป็น 3 ประเภทหลักๆ คือ ของแข็ง ของเหลว และแก๊สการจัดเรียงอะตอมของพวกเขาแตกต่างกัน ของแข็งมีการจัดเรียงอะตอมที่มีขนาดกะทัดรัดสูง ในขณะที่ในก๊าซ อะตอมจะกระจัดกระจายในปริมาตรที่มากขึ้นและมีปฏิสัมพันธ์ที่ต่ำมาก ในของเหลวสามารถมองเห็นระยะกลางระหว่างของแข็งและก๊าซได้
โมดูลัสจำนวนมาก
สารส่วนใหญ่ลดปริมาตรลงเมื่อสัมผัสกับความสม่ำเสมอของแรงกดจากภายนอก อย่างไรก็ตาม การลดลงนี้ไม่ใช่เส้นโค้งเชิงเส้น แต่เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ปริมาตรจะลดลงแบบทวีคูณ โมดูลัสจำนวนมากหมายถึงส่วนกลับของแรงอัดหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือการวัดความต้านทานต่อแรงอัด นอกจากนี้ยังอธิบายคุณสมบัติยืดหยุ่นของสาร
โมดูลัสจำนวนมากสามารถกำหนดได้ว่าเป็นการเพิ่มแรงดันที่จำเป็นในการลดปริมาตรลง 1/e เมื่อสารถูกบีบอัด สารจะต้านทานการบีบอัดได้ค่อนข้างขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของอะตอม โมดูลัสจำนวนมากบ่งชี้ถึงความต้านทานของสารนี้เมื่อมีการบีบอัดที่สม่ำเสมอมีหน่วยวัดเป็น Pascal/ bar หรือหน่วยความดันอื่น ๆ โมดูลัสปริมาณมากให้แนวคิดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของสารที่เป็นของแข็งเมื่อความดันเปลี่ยนแปลงไป สำหรับของแข็ง โมดูลัสมวลรวมเป็นสมบัติของของไหลเช่นกัน ซึ่งบ่งบอกถึงการอัดตัวของของไหล ของเหลวอัดแน่นพอควรมีโมดูลัสมวลรวมต่ำและของเหลวอัดตัวได้เล็กน้อยมีโมดูลัสมวลรวมสูง ต่อไปนี้เป็นสมการในการคำนวณโมดูลัสจำนวนมาก K
K=-V(∂P/∂V)
V คือปริมาตรของสาร และ P คือแรงดันที่ใช้
โมดูลัสขนาดใหญ่ของเหล็กคือ 1.6 × 1011 P และนี่คือสามเท่าของค่าสำหรับแก้ว ดังนั้นแก้วจึงอัดได้ดีกว่าเหล็กถึงสามเท่า
โมดูลัสเด็ก
โมดูลัสรุ่นเยาว์อธิบายคุณสมบัติยืดหยุ่นของสารที่ถูกกดหรือยืดในทิศทางเดียว ตัวอย่างเช่น เมื่อแท่งโลหะถูกยืดหรือบีบอัดจากด้านใดด้านหนึ่ง ก็สามารถกลับคืนสู่ความยาวเดิมได้ (หรือใกล้กว่านั้น)นี่แสดงให้เห็นว่าโลหะสามารถทนต่อแรงตึงหรือแรงอัดได้ไกลแค่ไหน โมดูลัสหนุ่มคือการวัดคุณสมบัติยืดหยุ่นของสสาร โมดูลัสรุ่นเยาว์ได้รับการตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ Thomas Young นี้เรียกว่าโมดูลัสความยืดหยุ่น โมดูลัสรุ่นเยาว์ยังมีหน่วยความดันเป็นโมดูลัสจำนวนมาก โมดูลัสหนุ่ม E คำนวณดังแสดงด้านล่าง
E=ความเค้นแรงดึง/ความเค้นแรงดึง
โมดูลัสจำนวนมากและโมดูลัสรุ่นเยาว์ต่างกันอย่างไร
• โมดูลัสจำนวนมากถูกกำหนดไว้สำหรับการบีบอัดแบบสม่ำเสมอซึ่งใช้แรงกดจากทุกทิศทางอย่างเท่าเทียมกัน โมดูลัสหนุ่มถูกกำหนดไว้สำหรับแกนหนึ่งของสารเท่านั้น
• โมดูลัสจำนวนมากจะวัดการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรเมื่อมีการกด และโมดูลัสรุ่นเยาว์จะวัดการเปลี่ยนแปลงคือความยาว
• วัดความดันที่ใช้โมดูลัสจำนวนมาก ในโมดูลัสหนุ่มที่ใช้แรงดึง (การบีบอัดหรือยืด) จะถูกวัด