Упругие и неупругие деформации
Закон Гука, сформулированный в 1660-х годах, связал удлинение и силу, но не дал ничего в количественном выражении. «Модуль Юнга» — коэффициент, введенный Томасом Юнгом, — стал одним из способов определения жесткости материала.
Идея тех лет, ставшая сейчас всем привычным «модулем Юнга», впервые высказывалась швейцарским математиком Леонардом Эйлером в 1720-х годах. Суть ее была в том, чтобы приписать каждому веществу численно выраженную характеристику, чтобы ее можно было измерить экспериментально.
Юнг в 1807 году опубликовал уже большую часть своих результатов и имел на своем счету немало введенных физических характеристик, носивших его имя. Модуль Юнга рассчитывался как соотношение напряжения при растяжении и величины этого растяжения в относительном выражении. Напряжение представляет собой силу, приходящуюся на единицу площади сечения растягиваемого объекта, а относительное удлинение измеряется в долях длины объекта. Модуль Юнга можно использовать в расчетах до тех пор, пока упругая деформация (эластичная) не переходит в неупругую деформацию (пластическую).
Момент этого перехода называется пределом упругости, или текучести (на деле предел текучести примерно на 5% выше). После этого увеличение нагрузки будет вызывать пластическое «течение» материала, а в конечном итоге — его разрушение. Сталь обладает высоким модулем Юнга — это означает, что она жесткая и почти не растягивается. Резина обладает низким модулем Юнга.
