Stress

Lo stress applicato ad un materiale è la forza per unità di superficie applicata al materiale. Lo stress massimo che un materiale può sopportare prima di rompersi è chiamato stress di rottura o stress finale di trazione.

Tensione significa che il materiale è sotto tensione. Le forze che agiscono su di esso stanno cercando di allungare il materiale. Compressione è quando le forze che agiscono su un oggetto cercano di schiacciarlo.

L’equazione qui sotto è usata per calcolare lo stress.

stress = stress misurato in Nm-2 o pascal (Pa)
F = forza in newton (N)
A = area della sezione trasversale in m2

A = area dellasezione trasversale in m2

Strain

Il rapporto tra l’estensione e la lunghezza originale si chiama strain e non ha unità perché è un rapporto tra due lunghezze misurate in metri.

strain = deformazione non ha unità
DL = estensione misurata in metri
L = lunghezza originale misurata in metri

Stress-Strain per un materiale duttile (come il rame)

• L = il limite di proporzionalità, La legge di Hooke si applica fino a questo punto.
• E = limite elastico, oltre questo punto il materiale è permanentemente allungato e non tornerà alla sua lunghezza originale. Il comportamento elastico è quando un materiale ritorna alla sua lunghezza originale, il comportamento plastico è quando il materiale allungato non ritorna alla sua lunghezza originale.
• Y = punto di snervamento, oltre questo punto piccoli aumenti di forza danno grandi aumenti di lunghezza.
• B = punto di rottura / tensione di rottura, il materiale si rompe a questo punto.

Grafico sforzo-deformazione per un materiale fragile (come il vetro)

Energia di deformazione elastica (energia immagazzinata in un filo teso o in una molla)

L’energia immagazzinata nel filo teso o nella molla è l’area sotto la forza-come possiamo vedere nell’equazione qui sotto.

• E = energia di deformazione elastica in joule (J)
• F = forza in newton (N)
• DL = cambiamento in lunghezza in metri (m)

Stiramento della gomma

Quando la gomma viene stirata e rilasciata l’energia si perde come calore e questo è chiamato isteresi. L’area tra le due linee è l’energia persa per unità di volume.