MÓDULOS ELÁSTICOS:
Un módulo
elástico es un tipo de constante elástica que relaciona una medida
relacionada con la tensión y una medida relacionada con la deformación.
Los materiales elásticos isotropos quedan caracterizados por un módulo elástico
y un coeficiente elástico (o razón entre dos deformaciones). Es decir, conocido
el valor de uno de los módulos elásticos y del coeficiente de Poisson se pueden determinar los
otros módulos elásticos. Los materiales ortótropos o anisotropos requieren un número de constantes elásticas
mayor.
Las constantes elásticas que reciben el nombre de
módulo elástico son las siguientes:
· Modulo de Youn: se designa usualmente por . Está asociado
directamente con los cambios de longitud que experimenta un cable, un alambre,
una varilla, etc. cuando está sometido a la acción de tensiones de tracción o de
compresión. Por esa razón se le llama también módulo elástico longitudinal.
·
Modulo de Compresibilidad: se
designa usualmente por . Está asociado con los
cambios de volumen que experimenta un material bajo la acción de esfuerzos
(generalmente compresores) que actúan perpendicularmente a su superficie. No
implica cambio de forma, tan solo de volumen.
·
Modulo Elástico Transversal o Cizalla: se designa usualmente por . Está asociado con el
cambio de forma que experimenta un material bajo la acción de esfuerzos cortantes No implica cambios de volumen, tan solo de forma.
También se le llama módulo elástico
tangencial y módulo
elástico cortante
En el Sistema Internacional de Unidades, los módulos se expresan en newtons/metro cuadrado
(N/m2) y el coeficiente es adimensional.
MODULO
DE YONG:
El módulo
de Young o módulo de
elasticidad longitudinal es un parámetro que caracteriza el
comportamiento de un material elástico. según la dirección en la que se aplica una fuerza. Este comportamiento
fue observado y estudiado por el científico inglés Thomas Young.
Para un material elastico lineal e isotropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para
una tracción que para una compresion, siendo una constante
independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo
denominado limite elastico, y es siempre mayor que cero: si
se tracciona una barra, aumenta de longitud.
Tanto el módulo de Young como el límite elástico
son distintos para los diversos materiales. El módulo de elasticidad es
una constante elastica que, al igual que el límite
elástico, puede encontrarse empíricamente mediante ensayo de traccion del material. Además de
este módulo de elasticidad longitudinal, puede definirse el modulo de elasticidad transversal de un material.
MODULO DE
COMPRESIBILIDAD:
El módulo
de compresibilidad K de un material mide su
resistencia a la compresión uniforme y, por tanto, indica el aumento de presión requerido para causar una disminución
unitaria de volumen dada.
El módulo de compresibilidad K se define según la
ecuación
El
inverso del módulo de compresibilidad indica la compresibilidad de un material y se denomina coeficiente de compresibilidad.
Substancia
|
Módulo de
compresibilidad
|
Aire
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1,42×105 Pa (módulo de compresibilidad
adiabático)
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Aire
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1,01×105 Pa (módulo de compresibilidad
isotérmico)
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160×109 Pa
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73×109 Pa
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88×109 Pa
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110×109 Pa
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35×109 a
55×109 Pa
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Goma (caucho)
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4,1×109 Pa (aproximado)
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Helio sólido
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5×107 Pa (aproximado)
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18×109 Pa
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50×109 Pa
|
MODULO DE
CIZALLA:
El módulo de elasticidad transversal,
también llamado módulo de cizalladura, es una constante elástica que caracteriza el
cambio de forma que experimenta un material elástico (lineal e isótropo) cuando
se aplican esfuerzos cortantes. Este módulo recibe
una gran variedad de nombres, entre los que cabe destacar los siguientes: módulo de rigidez transversal, módulo de corte,módulo de
cortadura, módulo elástico
tangencial, módulo de
elasticidad transversal, y segunda
constante de Lamé.
Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de
elasticidad transversal tiene el mismo valor para todas las direcciones del
espacio. En materiales anisótropos se pueden definir varios módulos de de
elasticidad transversal, y en los materiales elásticos no lineales dicho módulo
no es una constante sino que es una función dependiente del grado de
deformación.
DEFINICION:
Experimentalmente el módulo elástico
transversal (o módulo cortitilatante) puede medirse de varios modos,
conceptualmente la forma más sencilla es considerar un cubo como el de la fig. 1 y someterlo a una fuerza cortante, para pequeñas deformaciones
se puede calcular la razón entre la tensión y la distorsión angular:
GENERAL:
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