Page 272 - Fisica General Burbano

CAPÍTULO XIII

ELASTICIDAD. FENÓMENOS MOLECULARES

EN LOS LÍQUIDOS

A) ELASTICIDAD

XIII – 1. Comportamiento elástico e inelástico. Límites de elasticidad y ruptura. Ley
de Hooke
Si sobre una barra de un sólido hacemos un esfuerzo moderado de tracción o de compresión,
se alargará o comprimirá hasta una situación en que las fuerzas internas entre sus partículas (áto-
mos o moléculas) anulen la acción exterior. Estas fuerzas interiores son atractivas si compensan
una tracción o respulsivas si se somete el sólido a una compresión, y tenderán a hacer que aquél
MUESTRA PARA EXAMEN. PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN. COPYRIGHT EDITORIAL TÉBAR
vuelva a su situación original al cesar la fuerza exterior.
Pero esto no siempre ocurre, para cada sólido existe un valor máximo de la fuerza aplicada por
debajo del cual tiene un COMPORTAMIENTO ELÁSTICO: al retirar la fuerza aplicada al sólido recupera
su forma primitiva. Ahora bien si se sobrepasa el citado valor máximo de la fuerza exterior, en el
sólido se producen deformaciones que ya no son recuperables; se dice entonces que tiene un COM-
PORTAMIENTO INELÁSTICO: al cesar la acción exterior no recupera su volumen o forma primitivos.
Se llama LÍMITE DE ELASTICIDAD a la mínima fuerza, por unidad de sección capaz de producir en
el sólido una cierta modificación permanente. Si aumentamos gradualmente la fuerza exterior por
encima del límite de elasticidad, el sólido sigue deformándose hasta romperse. El LÍMITE DE RUPTU-
RA es la mínima fuerza, por unidad de sección, capaz de producir la ruptura del cuerpo. Este valor,
que se mide experimentalmente para cada tipo de material, es solamente representativo, el valor
real para un determinado objeto puede variar de forma considerable en función de sus defectos
internos, de su historia e incluso de circunstancias ambientales; por ello se emplea frecuentemente
el llamado COEFICIENTE DE SEGURIDAD (S): cociente entre la fuerza aplicada por unidad de sección y
el límite de ruptura (R):
F
S =
AR
El inverso de este coeficiente es el FACTOR DE SEGURIDAD.
La ley que regula el comportamiento elástico es la LEY DE HOOKE, que ya fue enunciada en
estática:
«Las deformaciones o cambios de volumen producidos en los cuerpos, son directamente
proporcionales a las fuerzas o momentos de pares que los produjeron, siempre que no se
rebase el límite de elasticidad».
K
F = Kx N = j

LÍMITES DE ELASTICIDAD DE ALGUNOS MATERIALES
ESFUERZO DE TRACCIóN COMPRESIBILIDAD CIZALLADURA
MATERIAL 2 2 2
(N/m ) (N/m ) (N/m )
Acero 500 ´ 10 6 500 ´ 10 6 250 ´ 10 6
Aluminio 200 ´ 10 6 200 ´ 10 6 200 ´ 10 6
Hierro fundido 170 ´ 10 6 550 ´ 10 6 170 ´ 10 6
Latón 250 ´ 10 6 250 ´ 10 6 200 ´ 10 6
Hormigón 2 ´ 10 6 20 ´ 10 6 2 ´ 10 6
Mármol – 80 ´ 10 6 –
Granito – 170 ´ 10 6 –
Nilón 500 ´ 10 6 – –
Hueso (Brazos y piernas) 130 ´ 10 6 170 ´ 10 6 –

XIII – 2. Elasticidad por tracción
Al fenómeno de la variación temporal de la longitud de un cuerpo, por efecto de una fuer-
za, se llama ELASTICIDAD POR TRACCIÓN.