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Modulo elástico

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 isótropos 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 dePoisson se pueden determinar los otros módulos elásticos. Los materiales ortotropos o anisótropos requieren un numero de constantes elásticas mayor. Las constantes elásticas que reciben el nombre de módulo elástico son las siguientes:

Módulo de Young: se designa usualmente por. Está asociado directamente con los cambios de longitud que experimenta un cable, un alambre, una varilla, etc. cuando estásometido a la acción de tensiones de tracción o de compresión. Por esa razón se le llama también módulo elástico longitudinal.

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 unmaterial elástico lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para una tracción que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y es siempre mayor que cero: si se tracción a una barra, aumenta de longitud.

Tanto el módulo de Young como el límite elástico son distintos para los diversosmateriales. El módulo de elasticidad es una constante elástica que, al igual que el límite elástico, puede encontrarse empíricamente mediante ensayo de tracción del material. Además de este módulo de elasticidad longitudinal, puede definirse el módulo de elasticidad transversal de un material.

Diagrama tensión - deformación. El módulo de Young viene representado por la tangente a la curva en cada punto.Para materiales como el acero resulta aproximadamente constante dentro del límite elástico tal como se muestra en la figura 1.





Figura 1.- diagrama tensión – deformación del modulo de Young


Módulo de compresibilidad: se designa usualmente por. Está asociado con los cambios de volumen que experimenta un material bajo la acción de los esfuerzos (generalmente compresores) que actúanperpendicularmente a su superficie. Esto no implica cambio de forma, tan solo de volumen.

El módulo de compresibilidad: () de un material mide su resistencia a la compresión uniforme (vea la figura 2) y, por tanto, indica el aumento de presión requerido para causar una disminución unitaria de volumen dada.
El módulo de compresibilidad  se define según la ecuación:

Donde  es la presión,  es elvolumen,  y  denotan los cambios de la presión y de volumen, respectivamente. El módulo de compresibilidad tiene dimensiones de presión, por lo que se expresa en pascales (Pa) en el Sistema Internacional.
El inverso del módulo de compresibilidad indica la compresibilidad de un material y se denomina coeficiente de compresibilidad.







Figura 2.-representacion de la compresión uniforme.

Módulo elásticotransversal: 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 como 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.Coeficiente de Poisson

El coeficiente de Poisson (denotado mediante la letra griega ) es una constante elástica que proporciona una medida del estrechamiento de sección de un prisma de material elástico lineal e isótropo cuando se estira longitudinalmente y se adelgaza en las direcciones perpendiculares a la de estiramiento. El nombre de dicho coeficiente se le dio en honor al físico...