เนื่องจากการทางกลุ่มกำลังศึกษาอยู่ในชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 โดยในรายวิชาฟิสิกส์ มีการเรียนเรื่องแรงตึงผิว ซึ่งประกอบด้วยสูตรที่ใช้ในการคำนวณหลากหลายสูตร ทางกลุ่มมีความสนใจที่จะศึกษา เรื่องมอดูลัสของยัง ซึ่งจะมีเนื้อหาและสูตรที่ใช้ในการคำนวณ รวมทั้งเพลง ที่จะทำให้ผู้ศึกษาเข้าใจและสามารถนำไปประกอบการเรียนได้
มอดูลัสของยัง (Young's modulus) หรือมอดูลัสของสภาพยืดหยุ่น (modulus of elasticity หรือ elastic modulus) เป็นค่าบอกระดับความแข็งเกร็ง (stiffness) ของวัสดุ ค่ามอดูลัสของยังหาจาก ค่าลิมิตของอัตราการเปลี่ยนแปลงของ ความเค้น (stress)ต่อ ความเครียด (strain) ที่ค่าความเค้นน้อย สามารถหาจากความชันของกราฟความสัมพันธ์ ความเค้น-ความเครียด (stress-strain curve)ที่ได้จากการทดลองดึง (tensile test) ค่ามอดูลัสของยัง ตั้งชื่อตาม ชาวอังกฤษ โทมัส ยัง ซึ่งเป็นทั้งนักฟิสิกส์ แพทย์ แพทย์นรีเวช และผู้ที่ศึกษาวิชาเกี่ยวกับวัฒนธรรมและวัตถุโบราณของอียิปต์
Thomas Young
Thomas Young (ค.ศ. 1773-1829) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เขาเกิดในปี ค.ศ. 1773 ที่เมืองมิลเวอร์ตัน ประเทศอังกฤษ เขาสอบเข้าเรียนแพทย์ได้ที่โรงเรียนแพทย์และไปเรียนแพทย์ต่อที่มหาวิทยาลัยเอดินเบิร์ก ในสก็อตแลนด์ มหาวิทยาลัยก็อตตินเจน ในเยอรมัน และมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในอังกฤษ จนในปี ค.ศ. 1800 ใน
คำนวณ
มอดูลัสของสภาพยืดหยุ่นหาได้จากการหาร ค่าความเค้นด้วย ค่าความเครียด
Y = ความเค้น (stress) / ความเครียด (strain)
= σ / ε
= (F ÷A) / (∆L ÷L)
= (F.L) / (A.∆L )
โดย ค่า
Y = มอดูลัสของยัง มีหน่วยเป็น ปาสกาล (Pa) หรือ นิวตันต่อตาราง
เมตร
σ = ความเค้นตามยาว
ε = ความเครียดคามยาว
F = แรง ในหน่วย นิวตัน
A = พื้นที่หน้าตัดรับแรง ในหน่วย ตารางเมตร
∆L = ส่วนที่ยืดออกของวัสดุ ในหน่วย เมตร
L = ความยาวปกติของวัสดุ ในหน่วย เมตร
โปรแกรมคำนวณ Y-modulus
Enter F :
Enter A :
Enter difference of L :
Enter L :
OUTPUT HERE
ป้อนค่า F = แรง ในหน่วย นิวตัน ใน Enter F
ป้อนค่า A = พื้นที่หน้าตัดรับแรง ในหน่วย ตารางเมตร ใน Enter A
ป้อนค่า ∆L = ส่วนที่ยืดออกของวัสดุ ในหน่วย เมตร ใน Enter difference of L
ป้อนค่า L = ความยาวปกติของวัสดุ ในหน่วย เมตร ใน Enter L
หรือ
Enter Stress :Enter Strain :
OUTPUT HERE
ป้อนค่า σ = ความเค้นตามยาว ใน Enter Stress
ป้อนค่า ε = ความเครียดคามยาว ใน Enter Strain
ป้อนค่า σ = ความเค้นตามยาว ใน Enter Stress
ป้อนค่า ε = ความเครียดคามยาว ใน Enter Strain
หน่วย
หน่วยSIของมอดูลัสของสภาพยืดหยุ่น คือ ปาสกาล (pascal) ในกรณีของวัสดุทั่วไปที่มีค่านี้สูง จะใช้หน่วย เมกะปาสกาล (megapascal) และ จิกะปาสกาล (gigapascal) นอกจากหน่วยSIแล้ว ค่ามอดูลัสของสภาพยืดหยุ่น ยังสามารถระบุในหน่วยอื่น เช่น ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (psi-pounds per square inch)
การใช้งาน
ค่ามอดูลัสของยังมีประโยชน์ใช้ในการคำนวณพฤติกรรมในการรับแรงของวัสดุ เช่น สามารถใช้ในการคาดคะเน ความยืดของลวดในขณะรับแรงดึง หรือคำนวณระดับแรงดันที่กดลงบนแท่งวัสดุ แล้วทำให้แท่งวัสดุยวบหักลง ในการคำนวณจริงอาจมีค่าอื่นๆ เกี่ยวข้องด้วย เช่นมอดูลัสของแรงเฉือน (shear modulus) อัตราส่วนของปัวซง (Poisson's ratio) และความหนาแน่น
การนำเสนอเนื้อหา โดยการใช้เพลง และการทดลอง
เพลงรถของเล่น ver.modulus
ขั้นตอนการโครงงาน
09 / 08 / 2555 : เลือกหัวข้อที่สนใจ
16 / 08 /2555 : เขียนที่มาและความสำคัญ
23 / 08/ 2555 : ค้นคว้า รวบรวม และจัดเรียงข้อมูล
25 / 08 /2555 : เขียนโปรแกรมที่ใช้ในการคำนวณ
26/ 08 /2555 : สร้าง blog
28/ 08 /2555 : ถ่ายทำและตัดต่อวิดีโอ
ประโยชน์ของโครงงาน
ทำให้สามารถทำโปรแกรมในการคิดคำนวณค่ามอดูลัสได้เพื่อง่ายต่อการคิดคำนวณนำไปใช้ศึกษาประกอบการเรียนได้
Bubble
1) นางสาวชาลิสา บุญศรีโรจน์ ห้อง 506 เลขที่ 5
