Diferencie deformação normal e deformação por cisalhamento.
Passo 1
Tranquilo! O enunciado quer que a gente diferencie dois jeitos de “esticar” ou “deformar” um material: a deformação normal e a deformação por cisalhamento. O assunto é Mecânica dos Materiais (ou Resistência dos Materiais) e vamos precisar dos conceitos básicos de tensão e deformação, mais as fórmulas que relacionam esforço mecânico com mudança de forma.
Passo 2
Primeiro, vamos ver a deformação normal.
- Contexto teórico: quando aplico uma tensão normal (ou axial) numa barra, eu puxo ou comprimo ao longo do seu eixo. Isso gera uma variação do comprimento.
- Definição: a deformação normal, também chamada de deformação longitudinal ou strain em inglês, é a variação relativa do comprimento.
- Fórmula básica:
Onde -
é o comprimento inicial da barra. -
é quanto ela cresceu (ou diminuiu).
-
- Interpretação: Se
, a peça foi alongada; se , ela foi comprimida.
Passo 3
Agora, a deformação por cisalhamento.
- Contexto teórico: quando aplico uma tensão de cisalhamento (shear stress) em uma face do material, trato de forças tangenciais que querem deslizar uma camada sobre a outra.
- Definição: a deformação por cisalhamento mede o ângulo de distorção que aparece no material, ou seja, até que ponto ele “se entorta”.
- Fórmula básica:
Onde -
é o pequeno ângulo (em radianos) que antes era de 90° e, após a carga, ficou ligeiramente diferente. - No método de pequenas deformações,
.
Outra forma de ver: se uma face de alturadesloca-se uma distância ,
-
Passo 4
Comparando os dois tipos de deformação:
- Tipo de tensão aplicada
• Normal: força axial (puxar/comprimir ao longo do comprimento)
• Cisalhamento: força tangencial (forças paralelas à superfície) - Forma de medir
• Normal: mudançaao longo do eixo,
• Cisalhamento: ânguloou deslocamento lateral, - Efeito no material
• Normal: alongamento ou encurtamento
• Cisalhamento: distorção angular, camadas deslizam uma sobre a outra
Resposta
Deformação normal é a variação relativa do comprimento de um corpo quando submetido a tensões axiais, dada por
. Deformação por cisalhamento é a mudança angular ou deslocamento lateral entre camadas do material sob tensões tangenciais, medida por
.