El módulo de Young o módulo de elasticidad es la constante que relaciona el esfuerzo de tracción o compresión con el respectivo aumento o disminución de longitud que tiene el objeto sometido a estas fuerzas.
Las fuerzas externas aplicadas a los objetos no
solamente pueden cambiar el estado de movimiento de estos, sino que también son
capaces de cambiar su forma o incluso romperlos o fracturarlos.
El módulo de Young sirve para estudiar los cambios
producidos en un material cuando se le aplica una fuerza de tracción o de
compresión a nivel externo. Es muy útil en materias como la ingeniería o la
arquitectura.
Cuando un objeto de longitud L se estira o se
tensa, está siendo sometido a una tracción que ocasiona una variación en su
longitud.
Ello requiere que se aplique una fuerza de magnitud
F por unidad de área a sus extremos, para causar el estiramiento, de tal manera
que su nueva longitud pasa a ser L + DL.
El esfuerzo realizado para deformar al objeto será
justamente esta fuerza por unidad de área, mientras que la deformación unitaria experimentada
es ΔL/L.
Denotando al módulo de Young como Y, y de acuerdo a lo dicho
anteriormente:
La respuesta está en el hecho de que la deformación
unitaria indica la deformación relativa respecto a la longitud original. No es
igual que una barra de 1 m se estire o se encoja 1 cm, a que una estructura de
100 metros de longitud se deforme igualmente 1 cm.
Para el buen funcionamiento de piezas y
estructuras, hay una tolerancia en cuanto a las deformaciones relativas
permitidas.
Esto lleva a que el módulo de Young tenga también
unidades de presión. Finalmente, la ecuación anterior puede expresarse para
despejar Y:
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