Explique em que consiste o efeito anelástico.
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que é o efeito anelástico, que é um assunto de reologia de materiais (comportamento mecânico dependente do tempo). Para entender, vamos primeiro relembrar brevemente o que é elasticidade pura e o que é comportamento viscoso, pois o efeito anelástico fica “no meio do caminho” entre esses dois extremos.
Passo 2
Elasticidade pura é quando a deformação ocorre instantaneamente com a aplicação da carga e some instantaneamente ao retirar a carga. Matematicamente, a lei de Hooke descreve isso:
onde
é a tensão,
a deformação e
o módulo de elasticidade. Não há dependência de tempo aqui.
Passo 3
Em contraste, um fluido viscoso puro (como um óleo newtoniano) tem deformação que cresce indefinidamente sob tensão constante e não retorna ao estado inicial:
onde
é a viscosidade. Esse comportamento é completamente irreversível.
Passo 4
O efeito anelástico aparece quando o material é reversível (como um sólido elástico) mas com atraso temporal: sob tensão constante, a deformação atinge gradualmente um valor de equilíbrio (creep anelástico) e, sob deformação fixa, a tensão decai no tempo (relaxação anelástica). Por exemplo, numa rampa de tensão
constante, a tensão relaxa assim:
com
tempo de relaxação. Em carregamento oscilatório, isso provoca defasagem entre tensão e deformação, gerando amortecimento (perda de energia interna).
Passo 5
Microscopicamente, o atraso vem de processos como difusão de átomos, realinhamento de defeitos cristalinos, deslocamento de contornos de grão, etc. Esses mecanismos têm energia de ativação e tempos característicos, daí a dependência de temperatura e frequência. Em engenharia, o efeito anelástico é útil para amortecimento de vibrações, mas pode causar deformações permanentes temporárias se o tempo de carga for muito longo.
Resposta
O efeito anelástico é a resposta mecânica de um material que combina reversibilidade elástica com atraso temporal: quando submetido a uma carga, ele deforma–se e retorna ao estado inicial, mas só depois de um tempo característico, apresentando fenômenos de creep (fluência retardada) e relaxação de tensão, além de defasagem em carregamentos oscilatórios.