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O módulo de elasticidade, também chamado de módulo de Young, se refere à capacidade que um material possui em resistir ao alongamento, forças de compressão e expansão que são impostas por causas externas. Ele define a quantidade de deformação sofrida pelo material sob essas forças enquanto mantendo ainda a memória de seu formato original. Quando não mais existirem, desse modo, o material voltará à forma inicial. Essa capacidade possuída por um material se resume basicamente ao ponto de rendimento do estresse. Se as forças externas deformam o material além desse ponto, ele ficará permanentemente deformado e não voltará a sua forma inicial com a retirada das forças. Se as forças externas o levam além da tensão suportada pelo ponto de força máxima do material, isso resultará em uma quebra. Leia as seguintes dicas para aprender a calcular o módulo de elasticidade.
Passos
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Observe que o estresse do material é causado por forças de alongamento axial. Por exemplo, puxar uma bala de caramelo longitudinalmente fará com que ela se estique devido ao estresse aplicado. [1] X Fonte de pesquisa
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Entenda que a deformação do material é causado pela força cisalhante, perpendicularmente a seu eixo. [2] X Fonte de pesquisa Por exemplo, empurrar o meio de uma corda na raquete de tênis a dobrará devido ao cisalhamento aplicado.Publicidade
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Calcule o módulo bruto. Esse valor expressa a resistência do material quando a força externa é aplicada na direção axial, produzindo estresse. A pressão externa (força vezes a área sobre a qual a força é aplicada, expressa em ) aplicada sobre o material é igual à dilação (sem unidade de medida) vezes o módulo bruto (expresso em ). Como , o módulo bruto será determinado como sendo dividido por . [3] X Fonte de pesquisa
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Determine o módulo de cisalhamento. Esse valor expressa a resistência do material quando uma força externa é aplicada na direção perpendicular, produzindo a deformação. A pressão externa (força vezes a área sobre a qual a força é aplicada, expressa em ) aplicada sobre o material é igual à dilação (sem unidade de medida) vezes o módulo de cisalhamento (expresso em ). Como , o módulo bruto é determinado como sendo dividido por . [4] X Fonte de pesquisa
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Determine o módulo de Young. Estressar um material resultará em uma deformação proporcional e vice-versa. O módulo de Young descreve a relação entre o estresse e a deformação nele presentes. Trata-se de uma relação linear associada com a tensão de escoamento. O módulo de Young é igual ao estresse dividido pela deformação sofrida. [5] X Fonte de pesquisaPublicidade
Dicas
- Ao aplicar forças externas sobre o material a fim de medir a alteração no volume proporcional, evite exagerar na medida a ponto do material ultrapassar a tensão de escoamento. A deformação permanente resultante, nesse caso, invalidará os dados obtidos.
- Uma força externa sinusoidal para medir a alteração no volume proporcional trará valores de tensão de escoamento mais precisos do que ao se aplicar uma força externa homogênea.
Referências
- ↑ https://courses.lumenlearning.com/suny-osuniversityphysics/chapter/12-3-stress-strain-and-elastic-modulus/
- ↑ https://www.britannica.com/science/strain-mechanics
- ↑ http://www.engineeringarchives.com/les_mom_bulkmodulusdilation.html
- ↑ http://www.insula.com.au/physics/1250/L10.html
- ↑ http://www.virginia.edu/bohr/mse209/chapter6.htm
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