Las propiedades mecánicas de los materiales son:
- Elasticidad
- Plasticidad
- Maleabilidad
- Ductilidad
- Dureza
- Tenacidad y
- Fragilidad.
Cualidad que presenta un material para recuperar su forma original al cesar el esfuerzo que lo deformó. Por ejemplo, un globo.
Plasticidad:
Plasticidad:
Cualidad opuesta a la elasticidad. Indica la capacidad que tiene un material de mantener la forma que adquiere al estar sometido a un esfuerzo que lo deformó. Por ejemplo, un envase de platico.
Maleabilidad:
Maleabilidad:
Es la capacidad de un material para ser conformado en láminas delgadas sin romperse. Ejemplo, aluminio
Ductilidad:
Ductilidad:
Los materiales dúctiles son aquellos que pueden ser estirados y conformados en hilos finos o alambre. Por ejemplo, el cobre.
Dureza:
Dureza:
Resistencia que opone un cuerpo a ser penetrado por otro. Esta propiedad nos informa sobre la resistencia al desgaste contra los agentes abrasivos. Ejemplo, diamantes
Tenacidad:
Tenacidad:
Resistencia a la rotura de un material cuando está sometido a esfuerzos lentos de deformación. Ejemplo, acero.
Fragilidad:
Es el opuesto de la tenacidad, es la facilidad con la que se rompe un material sin que se produzca deformación elástica. Por ejemplo el vidrio.
La elasticidad, es una propiedad mecánica de los sistemas, decimos que un material es elástico cuando al aplicarle una fuerza, se deforma, y, al dejar de aplicar la fuerza, vuelve a su forma original.
Todos los materiales elásticos tienen un límite de elasticidad, lo cual significa que si aplicamos una fuerza mayor al límite de elasticidad, el material queda deformado o se rompe. Las partículas se mantienen unidas por fuerzas de atracción entre ellas, las que hacen que al separarlas vuelvan a su lugar, pero si las separamos demasiado, éstas fuerzas no son suficientes para volver a unirlas. El límite elasticidad depende de cada material.
Donde:
A continuación en el video de Khan Academy se demuestra dicha ley:
El modulo de Young es una propiedad característica de las sustancias sólidas conocer su valor nos permitirá calcular la deformación que sufrirá un cuerpo solido al someterse a un esfuerzo. Para establecer el módulo de Young es necesario comprender primero los conceptos de: esfuerzo, esfuerzo de tensión y compresión, flexión y esfuerzo cortante.
Esfuerzo.-Se define como la fuerza por unidad de superficie que soporta ó se aplica sobre un cuerpo, es decir es la relación entre la fuerza aplicada y la superficie en la cual se aplica. Una fuerza aplicada a un cuerpo no genera el mismo esfuerzo sobre cada una de las superficies del cuerpo, pues al variar la superficie varia la relación fuerza / superficie, lo que comprende el esfuerzo.
La resistencia interna del cuerpo se conoce como esfuerzo y equivale a la cantidad de fuerza que se soporta por cantidad de área, su ecuación es la siguiente:
En donde:
Esfuerzo de tensión.-Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Esfuerzo de compresión.-El esfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existen dentro de un sólido deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo en determinada dirección (coeficiente de Poisson).
Flexión.-Es el tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.
Esfuerzo cortante.-El esfuerzo cortante, de corte, de cizalla o de cortadura es el esfuerzo interno o resultante de las tensiones paralelas a la sección transversal de un prisma mecánico como por ejemplo una viga o un pilar.
Una deformación es el cambio relativo en las dimensiones o en la forma de un cuerpo después de aplicarle un esfuerzo.
En la deformación unitaria se produce tanto en tensión como en compresión, es decir, que el cuerpo sometido a un esfuerzo puede alargarse (por tensión) o acortarse (por compresión), por lo que la deformación unitaria se determina con la misma fórmula en ambos casos.
Donde: D= Deformación unitaria (épsilon)
L= Variación de la longitud (m)
Lo= Longitud original (m)
La relación entre esfuerzo longitudinal y deformación longitudinal, o constante de proporcionalidad, se le define como Módulo de Elasticidad o Módulo de Young y se expresa como:
Las unidades del módulo de Young son las mismas que de esfuerzo : Pascales.
Como la cantidad de pascales generalmente es muy grande, para abreviar el número se utiliza la conversión a megapascales (MPa): 1 MPa= 1 000 000 Pa
ACTIVIDAD :
Con tus compañeros de equipo diseñen un experimento sobre la Ley de Hooke y realiza un video,súbelo You Tube y envía a la profesora el link vía e-mal indicando además los miembros del equipo
Fragilidad:
Es el opuesto de la tenacidad, es la facilidad con la que se rompe un material sin que se produzca deformación elástica. Por ejemplo el vidrio.
ELASTICIDAD
Los materiales que al ser deformados y dejar de aplicar la fuerza, no vuelven a su forma original, se llaman inelásticos o plásticos.
Son materiales elásticos, un resorte, una gomita elástica, la piel, los músculos, entre otros.Todos los materiales elásticos tienen un límite de elasticidad, lo cual significa que si aplicamos una fuerza mayor al límite de elasticidad, el material queda deformado o se rompe. Las partículas se mantienen unidas por fuerzas de atracción entre ellas, las que hacen que al separarlas vuelvan a su lugar, pero si las separamos demasiado, éstas fuerzas no son suficientes para volver a unirlas. El límite elasticidad depende de cada material.
LEY DE HOOKE
Roberto Hooke, un físico inglés en 1658 descubrió que existía una relación entre la fuerza aplicada a un material y la deformación elástica que experimentaba, esta relación es la llamada : Ley de Hooke.
La ley de Hooke se enuncia de la siguiente forma:
"La cantidad de estiramiento es directamente proporcional a la fuerza aplicada"
Matemáticamente se expresa como:
F= k x
Donde:
F= Fuerza aplicada (N) k= Constante de elasticidad (N/m) x=Alargamiento o deformación (m)
A continuación en el video de Khan Academy se demuestra dicha ley:
MÓDULO DE YOUNG
El modulo de Young es una propiedad característica de las sustancias sólidas conocer su valor nos permitirá calcular la deformación que sufrirá un cuerpo solido al someterse a un esfuerzo. Para establecer el módulo de Young es necesario comprender primero los conceptos de: esfuerzo, esfuerzo de tensión y compresión, flexión y esfuerzo cortante.Esfuerzo.-Se define como la fuerza por unidad de superficie que soporta ó se aplica sobre un cuerpo, es decir es la relación entre la fuerza aplicada y la superficie en la cual se aplica. Una fuerza aplicada a un cuerpo no genera el mismo esfuerzo sobre cada una de las superficies del cuerpo, pues al variar la superficie varia la relación fuerza / superficie, lo que comprende el esfuerzo.
La resistencia interna del cuerpo se conoce como esfuerzo y equivale a la cantidad de fuerza que se soporta por cantidad de área, su ecuación es la siguiente:
En donde:
= Esfuerzo en Pascales (Pa) F=Fuerza (N) A= área (m2)
Esfuerzo de tensión.-Se conoce como fuerza de tensión a la fuerza que, aplicada a un cuerpo elástico, tiende a producirle una tensión; este último concepto posee diversas definiciones, que dependen de la rama del conocimiento desde la cual se analice.
Una deformación es el cambio relativo en las dimensiones o en la forma de un cuerpo después de aplicarle un esfuerzo.
En este tema se estudiarán los esfuerzos y deformaciones que aplican a alambres, varillas o barras, donde el esfuerzo y la deformación son longitudinales.
La deformación se medirá en unidades de longitud como metro, centímetro, etc., también se conoce como deformación unitaria.
En la deformación unitaria se produce tanto en tensión como en compresión, es decir, que el cuerpo sometido a un esfuerzo puede alargarse (por tensión) o acortarse (por compresión), por lo que la deformación unitaria se determina con la misma fórmula en ambos casos.Donde: D= Deformación unitaria (épsilon)
L= Variación de la longitud (m)
Lo= Longitud original (m)
La relación entre esfuerzo longitudinal y deformación longitudinal, o constante de proporcionalidad, se le define como Módulo de Elasticidad o Módulo de Young y se expresa como:
Módulo de Young= Esfuerzo longitudinal
Deformación longitudinal
Matemáticamente se define como:
Las unidades del módulo de Young son las mismas que de esfuerzo : Pascales.
Como la cantidad de pascales generalmente es muy grande, para abreviar el número se utiliza la conversión a megapascales (MPa): 1 MPa= 1 000 000 Pa
ACTIVIDAD :
Con tus compañeros de equipo diseñen un experimento sobre la Ley de Hooke y realiza un video,súbelo You Tube y envía a la profesora el link vía e-mal indicando además los miembros del equipo
Sitios web consultados:
https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_de_compresión
https://es.wikipedia.org/wiki/Flexión_mecánica
https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_cortante
http://definicion.de/fuerza-de-tension/#ixzz4IauEi7nq
http://definicion.de/fuerza-de-tension/#ixzz4IauEi7nq
http://www.academico.cecyt7.ipn.mx/fis_I/menus/unidad4_2.html
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