什麼是楊氏模數?
楊氏模數(E)又稱彈性模數,用來衡量材料的剛性——也就是材料抵抗彈性拉伸或壓縮的能力有多強。它的定義是:在材料應力—應變曲線的線性(虎克定律)範圍內,拉伸應力與拉伸應變的比值。楊氏模數越高(例如鋼約 200 GPa),代表材料越硬挺;數值越低(例如橡膠),則代表材料容易變形。
如何使用本計算器
請輸入施力 F(單位:牛頓)、截面積 A(單位:平方公尺)、原始長度 L_0(單位:公尺),以及實測的長度變化量 Δ L(單位:公尺)。計算器會以帕斯卡(Pa)與吉帕(GPa)回傳楊氏模數,同時列出背後的應力與應變數值,方便你逐步檢視計算過程。
公式說明
應力是施力除以截面積,\sigma = F/A,單位為帕斯卡(N/m²)。應變則是相對伸長量,\varepsilon = Δ L/L_0,為無因次量。楊氏模數即兩者的比值:
由於硬挺材料的應變極小,E 通常是很大的數值,因此一般習慣以吉帕(GPa)來表示(1\ GPa = 10^9\ Pa)。
實際範例
假設有一條金屬線,截面積 A = 0.0001\ m^2、原始長度 L_0 = 2\ m,受到 F = 1000\ N 的拉力,伸長了 Δ L = 0.0005\ m。則應力 = 1000 / 0.0001 = 10,000,000\ Pa;應變 = 0.0005 / 2 = 0.00025。因此
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。