Módulo de Young
Módulo de Young, constante numérica, llamada así por el físico y médico inglés del siglo XVIII Thomas Young, que describe las propiedades elásticas de un sólido sometido a tensión o compresión en una sola dirección, como en el caso de una varilla de metal que después de ser estirada o comprimida longitudinalmente vuelve a su longitud original. El módulo de Young es una medida de la capacidad de un material para soportar cambios de longitud cuando está bajo tensión o compresión longitudinales. A veces conocido como el módulo de elasticidad, el módulo de Young es igual a la tensión longitudinal dividida por la tensión. La tensión y la tensión pueden describirse de la siguiente manera en el caso de una barra de metal sometida a tensión.
Si se tira de una barra metálica de área de sección transversal A mediante una fuerza F en cada extremo, la barra se extiende desde su longitud original L0 hasta una nueva longitud Ln. (Simultáneamente, la sección transversal disminuye.) La tensión es el cociente de la fuerza de tracción dividida por el área de la sección transversal, o F / A. La deformación o deformación relativa es el cambio de longitud, Ln-L0, dividido por la longitud original, o (Ln-L0) / L0. (La tensión es adimensional.) Por lo tanto, el módulo de Young puede expresarse matemáticamente como
Encyclopædia Britannica, Inc.
Módulo de young = estrés/tensión = (FL0)/A(Ln − L0).
Esta es una forma específica de la ley de elasticidad de Hooke. Las unidades de módulo de Young en el sistema inglés son libras por pulgada cuadrada (psi), y en el sistema métrico newtons por metro cuadrado (N/m2). El valor del módulo de Young para aluminio es de aproximadamente 1,0 × 107 psi, o 7,0 × 1010 N/m2. El valor del acero es aproximadamente tres veces mayor, lo que significa que se necesita tres veces más fuerza para estirar una barra de acero en la misma cantidad que una barra de aluminio de forma similar.
El módulo de Young es significativo solo en el rango en el que la tensión es proporcional a la tensión, y el material regresa a sus dimensiones originales cuando se elimina la fuerza externa. A medida que aumentan las tensiones, el material puede fluir, sufrir deformación permanente o romperse finalmente.
Cuando una barra de metal bajo tensión se alarga, su ancho disminuye ligeramente. Esta contracción lateral constituye una deformación transversal que es igual al cambio en la anchura dividida por la anchura original. La relación entre la deformación transversal y la deformación longitudinal se denomina relación de Poisson. El valor promedio de la relación de Poisson para los aceros es de 0,28, y para las aleaciones de aluminio, de 0,33. El volumen de materiales que tienen proporciones de Poisson inferiores a 0,50 aumenta bajo tensión longitudinal y disminuye bajo compresión longitudinal.
Leave a Reply