Fundamentos de Elasticidad y Resistencia de Materiales en Física

Elasticidad y Esfuerzo

Elasticidad: es la capacidad que tiene un cuerpo de deformarse debido a una fuerza y luego recobrar su forma original al anular la fuerza que lo deforma.

Esfuerzo o Fatiga: es la medida de la fuerza aplicada tangencialmente por cada unidad de superficie que se desplaza, tendiendo a producir una deformación en el cuerpo.

• Esfuerzo de Compresión: si las fuerzas que actúan tienden a reducir las dimensiones del cuerpo, se dice que el cuerpo soporta un esfuerzo de compresión. Ejemplo: un buzo sumergido a gran profundidad.
• Esfuerzo de Tensión: se da cuando las fuerzas tienden a aumentar las dimensiones del cuerpo. Ejemplo: una liga.

Tipos de Deformaciones

• Deformación Lineal: es el incremento o reducción de longitud que experimenta un cuerpo debido a una fuerza de compresión o de tensión paralela a su longitud, siendo positiva si hay alargamiento y negativa si hay reducción.
• Deformación Superficial: es el incremento o reducción de área que experimenta un cuerpo por cada unidad de área sujeta a la acción de una tensión o compresión.
• Deformación Cúbica: es el incremento o reducción que experimenta un cuerpo por cada unidad de volumen sujeto a la acción de una tensión o compresión.
• Deformación por cizallamiento: es el incremento relativo de dos superficies paralelas y la distancia que los separa, siendo teta el ángulo de cizallamiento expresado en radianes; por lo tanto, este desplazamiento angular altera la forma geométrica del cuerpo pero no su volumen.

Ley de Hooke e Histéresis

Ley de Hooke: los esfuerzos aplicados a un cuerpo son proporcionales a las deformaciones mientras no alcancen el límite elástico del material.

Histéresis: es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades en ausencia del estímulo que lo ha generado.

Módulos de Elasticidad

1. Módulo de Young: es la razón entre el esfuerzo aplicado a un cuerpo por tensión o compresión y la deformación lineal del mismo que no sobrepase el límite de elasticidad.
2. Módulo de compresibilidad: es la relación entre el incremento de presión hidrostática y la disminución correspondiente de volumen.
3. Módulo de rigidez: es la relación entre el esfuerzo y la deformación por cizallamiento.