Tensión
La tensión aplicada a un material es la fuerza por unidad de superficie aplicada al material. La tensión máxima que puede soportar un material antes de romperse se llama tensión de rotura o tensión última de tracción.
Tensión significa que el material está bajo tensión. Las fuerzas que actúan sobre él intentan estirar el material. La compresión es cuando las fuerzas que actúan sobre un objeto están tratando de aplastarlo.
La ecuación siguiente se utiliza para calcular la tensión.
Esfuerzo = tensión medida en Nm-2 o pascales (Pa)
F = fuerza en newtons (N)
A = área transversalde sección en m2
Deformación
La relación entre la extensión y la longitud original se llama deformación no tiene unidades ya que es una relación de dos longitudes medidas en metros.
Deformación = tensión no tiene unidades
DL = extensión medida en metros
L = longitud original medida en metros
Tensión-Gráfico de deformación para un material dúctil (como el cobre)
- L = el límite de proporcionalidad, La ley de Hooke se aplica hasta este punto.
- E = límite de elasticidad, más allá de este punto el material se estira permanentemente y no vuelve a su longitud original. El comportamiento elástico es cuando un material vuelve a su longitud original, el comportamiento plástico es cuando el material estirado no vuelve a su longitud original.
- Y = límite elástico, más allá de este punto pequeños incrementos de fuerza dan incrementos muy grandes de longitud.
- B = punto de rotura / tensión de rotura, el material se rompe en este punto.
Gráfica de tensión-deformación para un material frágil (como el vidrio)
Energía de deformación elástica (energía almacenada en un alambre o muelle estirado)
La energía almacenada en el alambre o muelle estirado es el área bajo la gráfica de fuerza-extensión como podemos ver en la ecuación siguiente.
- E = energía de deformación elástica en julios (J)
- F = fuerza en newtons (N)
- DL = cambio en la longitud en metros (m)
Estiramiento del caucho
Cuando el caucho se estira y se suelta la energía se pierde en forma de calor y esto se llama histéresis. El área entre las dos líneas es la energía perdida por unidad de volumen.
