Legjobb válasz
Nincs nincs képlet számítsa ki a való élet anyagának végső szakítószilárdságát, bár az ember intuitívan úgy gondolja, hogy ennek lennie kell, és jó eset lehet rá. Az új törésfelületek felületi energiájának meg kell egyeznie az anyagban lévő törésenergiával, mielőtt az megszakadna. Tehát az a stressz, amelyet tudnunk kell, az a feszültség, amely csak elválasztja az anyag két atomrétege közötti atomkötéseket.
A feszültség alatt álló anyagban a feszültségenergia megegyezik a
s ^ 2.x / 2.E
… ahol x az atomrétegek metrikus elválasztása, s az alkalmazott feszültség és E az anyag Young modulusa. Ha az anyag négyzetméterenkénti felületi energiája G, és a törés két új felületet eredményez, akkor
s ^ 2.x / 2.E = 2.G
vagy átrendezés,
s = 2 \ sqrt (GE / x)
Ez lenne a képlet, amelyet keres. Hooke-törvény azonban csak kis törzsek esetén lineáris, ezért az első közelítés pontosabbá tételéhez el kell távolítanunk a szorzást 2-vel.
s = \ sqrt (GE / x)
Beszúrás az acél tipikus értékei ebben a képletben körülbelül 30 000 MN / m ^ 2 eredményt adnak. A tipikus acélok azonban csak körülbelül 400 MN / m ^ 2 -et érnek el, és a nagyon erős huzalok is ritkán haladják meg a körülbelül 2500 MN / m ^ 2 -et. Ha tudni akarja, miért van ez így, az azért van, mert a felületi hibák stresszkoncentrációt okoznak, ami egy egészen más könyv terjedelmű válasz tárgya. Vékony szálakkal végzett kísérletek azt mutatják, hogy a keresztmetszet csökkenésével a törő törzs exponenciálisan növekszik, amíg egyetlen molekularánc – ha sikerülne elkészíteni – elérné a teljes elméleti szilárdságot.