यंग मापांक (Young's modulus) क्या है? इसे समझाएं और इसका मात्रक तथा विमीय सूत्र दें।

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(N/A) प्रायोगिक अवलोकन दर्शाते हैं कि किसी दिए गए पदार्थ के लिए,उत्पन्न विकृति का परिमाण समान होता है,चाहे प्रतिबल तन्य (tensile) हो या संपीड़ित (compressive)।
तन्य (या संपीड़ित) प्रतिबल $(\sigma)$ और अनुदैर्ध्य विकृति $(\varepsilon)$ के अनुपात को यंग मापांक कहा जाता है और इसे $Y$ प्रतीक द्वारा दर्शाया जाता है।
$\text{यंग मापांक} = \frac{\text{तन्य प्रतिबल } (\sigma)}{\text{अनुदैर्ध्य विकृति } (\varepsilon)}$
$Y = \frac{\sigma}{\varepsilon}$
$\therefore Y = \frac{(F / A)}{(\Delta L / L)} = \frac{(F \times L)}{(A \times \Delta L)}$
चूंकि विकृति एक विमाहीन राशि है,यंग मापांक का मात्रक प्रतिबल के समान ही होता है,जो $N \ m^{-2}$ या पास्कल $(Pa)$ है।
विमीय सूत्र: $[M^1 L^{-1} T^{-2}]$.
कुछ पदार्थों के यंग मापांक,प्रत्यास्थता सीमा और तन्य सामर्थ्य नीचे दिए गए हैं:
(तालिका ऊपर दी गई तालिका के समान रहेगी)
धातुओं के लिए यंग मापांक का मान अधिक होता है; इसलिए,इन पदार्थों में लंबाई में छोटा परिवर्तन करने के लिए बड़े बल की आवश्यकता होती है।
स्टील,तांबे,पीतल और एल्यूमीनियम की तुलना में अधिक प्रत्यास्थ है। यही कारण है कि भारी मशीनों और संरचनात्मक डिजाइनों में स्टील को प्राथमिकता दी जाती है।
लकड़ी,हड्डी,कंक्रीट और कांच के यंग मापांक अपेक्षाकृत छोटे होते हैं।

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$1.0\, m$ लंबाई का तांबे का तार और $0.5\, m$ लंबाई का स्टील का तार,जिनके अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल समान है,को एक-दूसरे से जोड़ा गया है। इस संयुक्त तार को एक निश्चित भार से खींचा जाता है जिससे तांबे का तार $1\, mm$ खिंच जाता है। यदि तांबे और स्टील के यंग मापांक क्रमशः $1.0 \times 10^{11}\, N/m^2$ और $2.0 \times 10^{11}\, N/m^2$ हैं,तो संयुक्त तार का कुल विस्तार ........ $mm$ है।

$L$ लंबाई और $r$ त्रिज्या की एक छड़ को दो कठोर दीवारों के बीच इस तरह रखा गया है कि उसे फैलने की अनुमति नहीं है। यदि इसका तापमान बढ़ाया जाता है,तो इसमें विकसित बल ......... के समानुपाती होता है।

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चित्र में दिखाए अनुसार,एक तार के यंग मापांक (Young's modulus) को निर्धारित करने के प्रयोग में,विस्तार-भार वक्र (extension-load curve) खींचा गया है। वक्र मूल बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है और भार अक्ष के साथ $45^{\circ}$ का कोण बनाती है। तार की लंबाई $62.8\,cm$ है और इसका व्यास $4\,mm$ है। यंग मापांक $x \times 10^4\,N/m^2$ पाया जाता है। $x$ का मान है

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