Explique a diferença entre tensão de engenharia e tensão verdadeira.
Passo 1
Beleza, aqui a questão pede para a gente explicar a diferença entre duas formas de calcular tensão em um ensaio de tração: a tensão de engenharia e a tensão verdadeira. Isso faz parte de Mecânica dos Materiais (Resistência dos Materiais). Para resolver, a gente vai precisar saber o que é tensão (força dividida por área), entender que na tração a seção muda de tamanho e conhecer as fórmulas de cada tensão.
Passo 2
Antes de mais nada, o que é “tensão”?
Tensão (σ) é simplesmente a força aplicada (F) dividida pela área em que a força age (A):
Tensão (σ) é simplesmente a força aplicada (F) dividida pela área em que a força age (A):
Isso é a base de tudo.
Passo 3
Tensão de engenharia (σ_eng) usa sempre a área original do corpo, sem se preocupar se ele está afinando durante o teste. A fórmula é:
em que
• é a força instantânea que está puxando a amostra,
• é a área da seção transversal antes de começar o ensaio.
•
•
Esse jeito é simples, mas fica “enganado” quando a peça começa a estrangular (necar) e reduzir de área.
Passo 4
Tensão verdadeira (σ_true) leva em conta a área real que a peça tem naquele instante do teste,
. Conforme a peça vai alongando,
cai, então a tensão verdadeira sobe mais do que a engenharia. A fórmula é:
Aqui,
é a área instantânea no momento em que a força
está sendo medida.
Passo 5
Qual é a relação entre elas? Se a deformação de engenharia for
, dá para mostrar que, antes do ponto de estricção (necking), vale aproximadamente:
Isso confirma que a tensão verdadeira é sempre maior, porque leva em conta a redução real de área.
Resposta
Em resumo:
- Tensão de engenharia usa sempre a área inicial (
), é simples mas não vê a diminuição de seção. - Tensão verdadeira usa a área instantânea (
), é mais realista pois considera que a amostra vai ficando mais fina conforme estica.