En física, la elasticidad es la capacidad de un cuerpo para resistir una influencia distorsionante, y para volver a su forma y tamaño original cuando se elimina esa influencia o fuerza.
Los objetos sólidos se deformarán cuando se les apliquen las fuerzas adecuadas. Si el material es elástico, el objeto volverá a su forma y tamaño inicial cuando se eliminen estas fuerzas.
Las razones físicas para el comportamiento elástico pueden ser bastante diferentes para diferentes materiales. En metales, la red atómica cambia de tamaño y forma cuando se aplican fuerzas (se agrega energía al sistema).
Cuando se eliminan las fuerzas, la retícula vuelve al estado de energía inferior original. Para cauchos y otros polímeros, la elasticidad es causada por el estiramiento de las cadenas de polímero cuando se aplican fuerzas.
La elasticidad perfecta es una aproximación del mundo real. El cuerpo más elástico de la ciencia moderna que se encuentra es la fibra de cuarzo [cita requerida] que ni siquiera es un cuerpo elástico perfecto.
Indice
Los materiales y la elasticidad
Materiales elásticos
Tan perfecto cuerpo elástico es un concepto ideal solamente. La mayoría de los materiales que poseen elasticidad en la práctica permanecen puramente elásticos solo hasta deformaciones muy pequeñas.
En ingeniería, la cantidad de elasticidad de un material está determinada por dos tipos de parámetros de material.
El primer tipo de parámetro de material se denomina módulo, que mide la cantidad de fuerza por unidad de área necesaria para lograr una determinada cantidad de deformación. La unidad SI de módulo es el pascal (Pa). Un módulo más alto típicamente indica que el material es más difícil de deformar.
El segundo tipo de parámetro mide el límite elástico, la tensión máxima que puede surgir en un material antes del inicio de la deformación permanente. Su unidad SI también es pascal (Pa). Al describir las elasticidades relativas de dos materiales, se deben considerar tanto el módulo como el límite elástico.
Los cauchos suelen tener un módulo bajo y tienden a estirarse mucho y, por lo tanto, parecen más elásticos que los metales (alto módulo y bajo límite elástico) en la experiencia cotidiana. De dos materiales de caucho con el mismo límite elástico, el que tiene un módulo más bajo parecerá ser más elástico, lo que sin embargo no es correcto.
Visión de conjunto
- Sucede que si un material elástico se deforma debido a una fuerza externa, experimenta resistencia interna a la deformación y lo restaura a su estado original si la fuerza externa ya no se aplica.
- Existen varios módulos elásticos, tales como el módulo de Young, el módulo de corte y el módulo de volumen.
- Todos los cuales son medidas de las propiedades elásticas inherentes de un material como resistencia a la deformación bajo una carga aplicada. Los diversos módulos se aplican a diferentes tipos de deformación.
Elasticidad lineal
Como se indicó anteriormente, para deformaciones pequeñas, la mayoría de los materiales elásticos, como los muelles, exhiben elasticidad lineal y pueden describirse por una relación lineal entre el esfuerzo y la tensión.
Esta relación se conoce como la ley de Hooke. Una versión de la idea que depende de la geometría fue formulada por primera vez por Robert Hooke en 1675 como un anagrama latino, «ceiiinosssttuv».
Publicó la respuesta en 1678: «Ut tensio, sic vis» que significa «Como la extensión, por lo que la fuerza», una relación lineal comúnmente conocida como ley de Hooke.
Esta ley se puede establecer como una relación entre la fuerza de tensión F y el desplazamiento de extensión correspondiente x,
{\ displaystyle F = kx,} {\ displaystyle F = kx,}
donde k es una constante conocida como tasa o constante de resorte. También se puede establecer como una relación entre el estrés σ y la tensión {\ displaystyle \ varepsilon} \ varepsilon:
{\ displaystyle \ sigma = E \ varepsilon,} \ sigma = E \ varepsilon,
