El módulo de elasticidad, también llamado módulo de Young, se refiere a la capacidad de un material para resistir las fuerzas de elongación, compresión y expansión impuestas por causas externas. Define la cantidad de deformación sufrida por el material bajo estas fuerzas mientras conserva la memoria de su forma original. Cuando ya no existan de esta manera, el material volverá a su forma inicial. Esta capacidad que posee un material básicamente se reduce al punto de deformación por tensión. Si las fuerzas externas deforman el material más allá de este punto, se deformará permanentemente y no volverá a su forma inicial con las fuerzas retiradas. Si fuerzas externas lo empujan más allá de la tensión soportada por el punto de resistencia máxima del material, resultará en una rotura. Lea los siguientes consejos para aprender a calcular el módulo de elasticidad.
pasos
Método 1 de 3: Comprenda la diferencia entre estrés y desgaste
Paso 1. Tenga en cuenta que la tensión del material es causada por fuerzas de alargamiento axiales
Por ejemplo, tirar de un caramelo de caramelo a lo largo hará que se estire debido a la tensión aplicada.
Paso 2. Comprender que la deformación del material es causada por la fuerza cortante, perpendicular a su eje
Por ejemplo, empujar la mitad de una cuerda en la raqueta de tenis la doblará debido al cizallamiento aplicado.
Método 2 de 3: Determine los datos necesarios para las ecuaciones
Paso 1. Mida el cambio proporcional de volumen (también conocido como dilatación) del material
Aplique una fuerza conocida al material en las direcciones de esfuerzo y corte. Mide la dilatación (dSs { displaystyle dSs}
) que ocorre no material com a aplicação unicamente de estresse e, a seguir, meça a dilação (dSn{displaystyle dSn}
) que ocorre no material apenas com a aplicação do cisalhamento.
Método 3 de 3: Faça os cálculos
Paso 1. Calcule el módulo bruto
Este valor expresa la resistencia del material cuando se aplica una fuerza externa en la dirección axial, produciendo tensión. La presión externa p { displaystyle p}
(força vezes a área sobre a qual a força é aplicada, expressa em MPa{displaystyle {text{MPa}}}
) aplicada sobre o material é igual à dilação (sem unidade de medida) vezes o módulo bruto K{displaystyle K}
(expresso em MPa{displaystyle {text{MPa}}}
). Como p=K×dSs{displaystyle p=K\times dSs}
, o módulo bruto será determinado como sendo p{displaystyle p}
dividido por dSs{displaystyle dSs}
Paso 2. Determine el módulo de corte
Este valor expresa la resistencia del material cuando se aplica una fuerza externa en dirección perpendicular, produciendo la deformación. La presión externa p { displaystyle p}
(força vezes a área sobre a qual a força é aplicada, expressa em MPa{displaystyle {text{MPa}}}
) aplicada sobre o material é igual à dilação (sem unidade de medida) vezes o módulo de cisalhamento G{displaystyle G}
(expresso em MPa{displaystyle {text{MPa}}}
). Como p=G×dSn{displaystyle p=G\times dSn}
, o módulo bruto G{displaystyle G}
é determinado como sendo p{displaystyle p}
dividido por dSn{displaystyle dSn}
Paso 3. Determine el módulo de Young
Tensar un material dará como resultado una deformación proporcional y viceversa. El módulo de Young describe la relación entre la tensión y la deformación presentes en él. Es una relación lineal asociada con el límite elástico. Módulo de Young E { displaystyle E}
é igual ao estresse dividido pela deformação sofrida.
dicas
- ao aplicar forças externas sobre o material a fim de medir a alteração no volume proporcional, evite exagerar na medida a ponto do material ultrapassar a tensão de escoamento. a deformação permanente resultante, nesse caso, invalidará os dados obtidos.
- uma força externa sinusoidal para medir a alteração no volume proporcional trará valores de tensão de escoamento mais precisos do que ao se aplicar uma força externa homogênea.