Microscopicamente, o que ocorre durante uma deformação elástica. Use a curva
para explicar essa ideia.
Passo 1
O enunciado pergunta o que acontece no nível atômico durante uma deformação elástica e pede para usar a curva de energia potencial
versus distância interatômica
. O conteúdo envolve ligação química, energia potencial e a relação força-deslocamento.
Passo 2
Desenhamos qualitativamente a curva de energia potencial
que apresenta um mínimo em
. Nesse ponto os átomos estão em equilíbrio sem aplicação de carga. Para
a energia sobe devido à repulsão forte dos núcleos, e para
a energia também sobe mas mais lentamente, refletindo a atração decrescente.
Passo 3
A força entre átomos é dada por
Perto de
, a curva
é quase parabólica, então
e
que é a lei de Hooke microscópica.
Passo 4
Quando aplicamos uma tensão externa, cada par de átomos é deslocado de
para
. Isso estica (ou comprime) a ligação, aumentando a energia em
. Como ainda estamos no poço de potencial (região quase quadrática), a deformação é reversível: ao remover a carga,
volta a
e a energia retorna ao valor mínimo.
Passo 5
Macroscopicamente, esse comportamento coletivo de milhões de ligações se traduz na região elástica da curva tensão-deformação, onde tensões e deformações são proporcionais e o material retorna ao formato original quando a carga cessa.
Resposta
Microscopicamente a deformação elástica corresponde ao estiramento ou compressão reversível das ligações atômicas no poço de potencial
. Cada par de átomos se desloca de
para
, armazenando energia quadrática
e gerando uma força restauradora
. Ao remover a carga, os átomos retornam ao equilíbrio em
, liberando toda a energia armazenada.