Un faible rapport poids /force n'est pas seulement souhaitable dans le gymnase. Le rapport poids /résistance, lorsqu'il est descriptif d'un matériau, relie la densité du matériau à sa capacité à résister à une déformation permanente ou à une rupture sous pression. Des valeurs faibles indiquent que le matériau est léger mais peut supporter une charge importante. Des valeurs élevées décrivent des matériaux lourds qui se déforment ou se cassent facilement. Le rapport poids /résistance est généralement utilisé sous une forme inverse comme rapport résistance /poids; il s'agit alors de la résistance spécifique du matériau.
Mesurer la masse du matériau à l'aide de l'échelle. Par exemple, si vous déterminez le rapport poids /résistance du titane, pesez le titane et indiquez la masse en grammes (g) ou kilogrammes (kg). Pour convertir la masse de titane de grammes en kilogrammes, divisez la masse par 1 000. Par exemple, une masse de 9,014 grammes équivaut à 0,009014 kg: 9,014 /1000 \u003d 0,009014.
Déterminez le volume du matériau. Pour les échantillons de forme régulière, utilisez une règle pour mesurer les dimensions de l'échantillon et calculer le volume à partir des dimensions. Par exemple, si le matériau est sous la forme d'un cube avec des longueurs latérales de 1 cm, le volume du cube est égal à la longueur du cube en cubes: 1 x 1 x 1 \u003d 1 cm ^ 3. Pour les échantillons de forme irrégulière, le volume peut être obtenu par un processus de déplacement de fluide. Mesurer le niveau d'eau dans un cylindre gradué avant et après immersion de l'échantillon dans l'eau. La variation du niveau d'eau équivaut au volume de l'échantillon en centimètres cubes. Par exemple, si le niveau d'eau avant l'ajout de l'échantillon est de 10 cm ^ 3 et le niveau d'eau après l'ajout de l'échantillon est de 15 cm ^ 3, le volume de l'échantillon est de cinq centimètres cubes: 15 - 10 \u003d 5. Convertissez les volumes indiqués en centimètres cubes en mètres cubes en divisant par 1 x 10 ^ 6. Par exemple, un volume de 5 cm ^ 3 équivaut à 5 x 10 ^ -6 m ^ 3: 5/1 x 10 ^ 6 \u003d 5 x 10 ^ -6.
Calculez la densité du matériau en divisant la masse de l'échantillon par son volume. Par exemple, un échantillon de titane pesant 9,014 grammes et occupant deux centimètres cubes aura une densité de 4 507 kilogrammes par mètre cube: 9,014 /1000 /(2/1 x 10 ^ 6) \u003d 4507.
Déterminez l'ultime résistance du matériau à partir du point de retournement de la courbe contrainte-déformation du matériau en traçant la courbe contrainte-déformation du matériau jusqu'à ce que la courbe atteigne son point le plus élevé. La valeur lue sur l'axe des contraintes, ou axe y, est la résistance ultime du matériau.
Divisez la densité par la résistance ultime de l'échantillon pour obtenir le rapport poids /résistance du matériau . Par exemple, le titane a une résistance ultime de 434 x 10 ^ 6 N /m ^ 2 et une densité de 4507 kg /m ^ 3. Le rapport poids /résistance du titane est de 1,04 x 10 ^ -5 kg /Nm: 4507/434 x 10 ^ 6 \u003d 1,04 x 10 ^ -5.
