Modulo De Young

Cuando a un material se le aplica una fuerza se produce en él una deformación, la fuerza aplicada se conoce como esfuerzo. El esfuerzo se define como la relación entre la fuerza aplicada y el área transversal del material al que se le aplica la fuerza y puede ser de tensión o de compresión, en forma matemática es: σ = F/A. Donde σ es el esfuerzo, F la fuerza aplicada y A el área transversal, las unidades del esfuerzo son N/m2 . ¿ Con qué otra cantidad física identificas las unidades del esfuerzo ?. Se dice que el esfuerzo es de tensión cuando fuerzas iguales y opuestas tienden a alejarse una de otra, si estas fuerzas tienden a encontrarse en un punto sobre la misma línea de acción el esfuerzo se clasifica como esfuerzo de compresión. Todo material que es sometido a un esfuerzo tiende a recuperar sus condiciones originales hasta cierto límite, esto es; los materiales generan una fuerza interna llamada de restitución que es contraria al esfuerzo aplicado. Este comportamiento lo describe la ley de Hooke que expresa:

F = - k∆L.

En la que F es la fuerza aplicada, k es una constante de proporcionalidad llamada constante elástica y depende de la naturaleza del material, ∆L es el cambio de longitud del material. ¿ Cómo se interpreta físicamente el signo menos de la ley de Hooke ?. Cuando el esfuerzo aplicado es mayor que la fuerza de restitución los materiales no recuperan su estado original y se produce una deformación permanente, la ley de Hooke sólo es válida si no se produce en los materiales una deformación permanente. La deformación que sufre un material sometido a un esfuerzo se define como la relación entre el cambio de longitud y la longitud original del material, en forma matemática es: D = ∆L/Lo. Donde D es la deformación, ∆L el cambio de longitud y Lo la longitud original. Como es una relación entre longitudes la deformación no tiene unidades. Con estos antecedentes podemos definir el módulo elástico o módulo de Young como la relación entre el esfuerzo aplicado y la deformación que produce el esfuerzo sobre un material. E = σ/D = (F/A)/(∆L/Lo). El valor del módulo de Young es característico de cada material y es independiente de la forma y tamaño de la muestra empleada en su medición, las unidades en que se mide son N/m2 y es un indicador de la resistencia que tiene un material sometido a un esfuerzo de tensión y se interpreta como la máxima fuerza que se puede aplicar al material sin romperlo.

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