Elasticidade em Física

O que é elasticidade na física?

Quando  falamos em elasticidade em  física , referimo-nos à propriedade de certos materiais de se deformarem sob uma força externa que atua sobre eles e depois recuperar sua forma original quando essa força desaparece. Esses tipos de comportamento são conhecidos como deformações reversíveis  ou  memória de forma .

Nem todos os materiais são elásticos e aqueles que se quebram, se fragmentam ou permanecem deformados após a ação de forças externas simplesmente não são elásticos.

Os princípios da elasticidade são estudados pela mecânica dos sólidos deformáveis , de acordo com a Teoria da Elasticidade, que explica como um sólido se deforma ou se move em resposta a forças externas que o afetam.

Assim, quando esses sólidos deformáveis ​​recebem a referida força externa, eles se deformam e acumulam uma quantidade de energia potencial elástica e, portanto, energia interna dentro deles.

Essa energia, uma vez removida a força deformante, será aquela que obriga o sólido a retomar sua forma e transformá-lo em energia cinética , fazendo-o mover-se ou vibrar.

A magnitude da força externa e os coeficientes de elasticidade do objeto deformado serão aqueles que permitirão calcular o tamanho da deformação, a magnitude da resposta elástica e as tensões acumuladas no processo .

Veja também: Inércia

Fórmula de elasticidade em física

Quando uma força é aplicada a um material elástico, ele deforma ou se comprime. Para a mecânica , o importante é a quantidade de força aplicada por unidade de área, que chamaremos de tensão  ( σ ).

Chamaremos o grau de alongamento ou compressão da deformação da matéria ( ϵ ) e o calcularemos dividindo o comprimento de  movimento do sólido (ΔL) pelo seu comprimento inicial (L0), ou seja: ϵ  = ΔL / L 0 .

Por outro lado, uma das principais leis que  regem o fenômeno da elasticidade é  a Lei de Hooke . Essa lei foi formulada no século XVII pelo físico Robert Hooke quando estudou uma mola e percebeu que a força necessária para comprimi-la era proporcional à variação de seu alongamento ao aplicar essa força.

Esta lei é formulada da seguinte forma : F = ˗kx onde F é a força, x o comprimento de compressão  ou alongamento ek uma constante de proporcionalidade (constante de mola) expressa em Newtons sobre metros (N / m).

Finalmente, a   energia potencial elástica associada à força elástica é representada pela fórmula: Ep (x) = ½. kx ²  .

Exemplos de elasticidade em física

A elasticidade dos materiais é uma propriedade que testamos diariamente. Alguns exemplos são:

• Springs As molas que ficam sob determinados botões, ou que empurram o pão da torradeira para cima quando está pronto, funcionam com base na tensão elástica: são comprimidas e acumulam energia potencial, depois se soltam e recuperam sua forma jogando o pão torrado.
• Botões. Os botões do controle remoto da TV operam graças à elasticidade do material que os compõe, pois podem ser comprimidos com a força dos nossos dedos, acionando o circuito por baixo, e depois recuperando sua posição inicial (não acionando o circuito imediatamente), pronto para ser pressionado novamente.
• Chiclete. A resina da qual é feita a goma ou goma de mascar é extremamente elástica, a ponto de podermos comprimi-la entre os dentes ou expandi-la enchendo-a de ar e fazendo uma bomba, desde que retenha sua forma mais ou menos original .
• Pneus. De um avião, um carro, uma motocicleta, eles operam com base na elasticidade da borracha, que uma vez inflada com ar , pode suportar o enorme peso do veículo completo e deformar-se levemente, mas sem perder sua memória de forma, por isso exerce uma resistência e mantém o veículo suspenso.

Materiais elásticos

Os materiais elásticos, aqueles capazes de recuperar sua forma original após sofrerem deformação parcial ou total , são numerosos: borracha, borracha, náilon , lycra, látex, goma de mascar, lã, silicone, espuma de borracha, grafeno, fibra de vidro, plástico , corda, entre outros .

Esses materiais são extremamente úteis na indústria de manufatura, pois a partir deles uma infinidade de aplicações e objetos de uso prático podem ser feitos.