• Estudia la relación entre fuerzas y deformaciones en materiales, especialmente elásticos.

• Determina el límite entre deformación elástica (recuperable) y plástica (irreversible).

• Analiza cómo los materiales elásticos almacenan y liberan energía.

Se clasifican en 3: módulo de Young, módulo de corte o de cizalladura, módulo del volumen.

Se describe como: MÓDULO DE ELASTICIDAD= Esfuerzo/Deformación

El módulo tiene las mismas unidades que el esfuerzo N/m² o Pa. Un módulo grande significa que, para producir una deformación dada, es necesario un esfuerzo grande.

El módulo de Young es una importante medida básica del comportamiento mecánico de los materiales. (p.125)

El módulo de volumen, describe la elasticidad volumétrica de un material y se define como:

En esta relación el signo negativo se emplea para que B tenga como resultado una cantidad positiva, ya que un aumento de presión ocasiona disminución de volumen, es decir, que ΔV sea negativo cuando P es positiva. (p.220)

Decimos que el módulo de cizalladura es cuando cuando una fuerza que actúa sobre el cuerpo es paralela a una de las caras mientras que la otra cara permanece fija. (Zapata. F. 2020) ​

Establece que existe una relación proporcional entre la fuerza que se aplica a un resorte y la deformación que este experimenta, la cual se manifiesta mediante su alargamiento o compresión (Serway y Beichner, 2002).

"Ut tensio, sic vis" (Como la extensión, así la fuerza) (Hooke, 1678)

Asi, establece la fórmula;

donde, de acuerdo con Halliday, et. al. (2013):

• Signo negativo (-): indica que la dirección de la fuerza elástica es siempre opuesta a la dirección de desplazamiento del extremo libre del muelle.

• K: es la constante elástica o de fuerza y es una medida de la rigidez del muelle. Cuanto mayor sea el valor de k, mayor será la fuerza ejercida por el muelle para un desplazamiento dado. Se mide en newton por metro [N/m].

• x: desplazamiento o deformación del resorte, en otras palabras, la distancia que se comprime o estira el resorte desde su posición de equilibrio.

El esfuerzo requerido para causar la fractura de un material se denomina esfuerzo de rotura, resistencia límite o (para el esfuerzo de tensión) resistencia a la tensión. (Young y Freedman,2009)

Las razones físicas del comportamiento elástico varían entre los materiales y dependen de la estructura microscópica del material. (Moebs, et. al.,2021)

Ejemplo:

• La elasticidad de los polímeros y cauchos se debe al estiramiento de las cadenas de polímeros bajo una fuerza aplicada

  
  

En cambio, el comportamiento plástico es cuando el material se deforma irreversiblemente y no vuelve a su forma y tamaño originales, ni siquiera después de retirar la carga. (Moebs, et. al., 2021)

Ejemplo:

• En algunos materiales, se presenta una deformación plástica considerable entre el límite elástico y el punto de fractura, tal es el caso de materiales dúctiles como el metal. (Young y Freedman, 2009)

  
  

"La deformación de los sólidos se explican en términos de los conceptos de esfuerzo y

deformación." (Serway y Beichner)

Como mencionan Serway y Bechner (2):

• Esfuerzo o tensión (Stress): Fuerza externa aplicada a un objeto por unidad de área de sección transversal. Dependiendo de su naturaleza pueden ser: tracción (estiramiento), compresión (aplastamiento) o corte (deslizamiento).

• Deformación (Strain): Cambio relativo en la forma o tamaño de un material debido a un esfuerzo,

• Módulo elástico: Constante de proporcionalidad entre esfuerzo y deformación para esfuerzos pequeños, específica del material.

1. Convertimos los datos al SI:

• Masa: 200 g=0.2kg

• Deformación: 15 cm =0.15m

1. Calculamos la fuerza aplicada al resorte:
   La masa genera una fuerza (peso) que estira el resorte:

   F=m⋅g=0.2 kg⋅9.8 m/s2=1.96 

   
   

2. Aplicamos la Ley de Hooke:

   F=kx⇒k=xF​

3. Sustituimos los valores:

   k=0.151.96​≈13.07N/m

4. Resultados:

   Constante del resorte: k≈13.07 N/m