Cap Tulo 1 Elasticidad

Estudios Generales de Ciencias
Física 2

FÍSICA 2
CAPÍTULO 1: ELASTICIDAD

Prof. E. Rubén Sánchez

ruben.sanchez@pucp.edu.pe

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

Elasticidad
Esfuerzo: mide y caracteriza la intensidad de fuerza por unidad de área
aplicada en un cuerpo que logra un cambio en su forma física .

Deformación: es el cambio de la forma (o tamaño ) de un cuerpo cuando se leaplican fuerzas externas sobre una determinada área del cuerpo (esfuerzo).
Si el esfuerzo y la deformación son pequeñas, se cumple la Ley de Hooke:
Esfuerzo
= Módulo de elasticidad
Deformación

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

Elasticidad

Estudios Generales de Ciencias

Elasticidad y Plasticidad

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

Fuerza elástica de un resorte
La fuerza elástica deun resorte es una
fuerza variable de acuerdo a la ley de
Hooke: “la fuerza es proporcional a la
deformación (tracción o compresión) del
resorte”

F = - kx ˆi
donde k es la constante elástica del
resorte.

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

Física 2

Régimen elástico y plástico

Prueba o ensayo de tracción para una probeta de acero

Estudios Generales de Ciencias

Física 2

Diagrama deesfuerzo-deformación
para el hule vulcanizado

Estudios Generales de Ciencias

Física 2

Régimen elástico y plástico
VIDEOS
Prueba o ensayo de tracción de una probeta de acero y una probeta de aluminio
http://www.youtube.com/watch?v=D8U4G5kcpcM
Prueba de ensayo de tracción de una probeta de plástico: vista de la deformación en la zona
plástica focalizada
http://www.youtube.com/watch?v=I28m4FZzqroPrueba de tracción de una cuerda
http://www.youtube.com/watch?v=JVRI45AXOHA

Publicación sobre el fenómeno de fluencia en la prueba de tracción:
On the nature of the yield point phenomenon
Rainer Schwab, Volker Ruff
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645412008580#

Prueba o ensayo de tracción

Estudios Generales de Ciencias

Física 2

Régimen elástico y plástico


Deformaciónelástica: se da cuando un material se deforma debido a
un esfuerzo pero vuelve a su forma original cuando cesa el esfuerzo.

Ejemplo: Un resorte, una liga, barra metálica (en el régimen elástico).


Deformación plástica: se da cuando un material se deforma debido
a un esfuerzo y no vuelve a su forma original cuando cesa el
esfuerzo.

Ejemplo: plastilina, bolsa plástica, barra metálica (en régimenplástico).

Estudios Generales de Ciencias

Física 2

Esfuerzo por tensión y compresión
Deformación longitudinal, deformación lateral, deformación
volumétrica, principio de superposición de deformaciones.

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

1. Deformación longitudinal
A) Por tracción o tensión

B) Por compresión

A

A

l  0
l0

l

A F

F

l

Esfuerzo:

l0

S 0

l  0
l

S 0

A FF

l

F
S
A

Deformación
unitaria

:

l  l0 l

lo
lo

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

Se tiene dos barras del mismo material, ¿cuál de ellas se
deforma más si:
a)
L

L/2

b)

L

L

c)
L

2

L

2

Física 2

Estudios Generales de Ciencias






El módulo de Young mide la resistencia de un sólido a un
cambio en su longitud. Su unidad es el pascal (1Pa=1N/m2).
Para la deformación portracción o compresión el módulo de
Young es la constante que obedece la ley de Hooke.
El módulo de Young por tensión y compresión por lo general
son diferentes. El valor de Y que aparece en la tabla es un
promedio de varias medidas realizadas a cada material.
Material

Módulo de Young
Y (N/m2)

Concreto

2 ,0 × 1010 - 5,0×
1010

Aluminio

7,0 × 1010

Latón

9,0 × 1010

Cobre

11,0 × 1010

Hierro21,0 × 1010

Acero

20,0 × 1010

Níquel

21,0 × 1010

F
l
 Y
A
lo
+ : tracción o tensión
- : compresión

Física 2

Estudios Generales de Ciencias

Estructuras en construcciones
La mayor capacidad para resistir la compresión de la piedra y el ladrillo es la base
semicircular.

Coliseo de Roma (Amphitheatrum Flavium)

Una construcción sencilla es la de poste y viga. Si es de concreto, el...