Microscopicamente, o que ocorre durante uma deformação elástica. Use a curva E-r 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 E(r) versus distância interatômica r. O conteúdo envolve ligação química, energia potencial e a relação força-deslocamento.

Passo 2

Desenhamos qualitativamente a curva de energia potencial
E(r)
que apresenta um mínimo em r = r_0. Nesse ponto os átomos estão em equilíbrio sem aplicação de carga. Para r<r_0 a energia sobe devido à repulsão forte dos núcleos, e para r>r_0 a energia também sobe mas mais lentamente, refletindo a atração decrescente.

Passo 3

A força entre átomos é dada por
F(r) = -\frac{\mathrm{d}E}{\mathrm{d}r}.
Perto de r_0, a curva E(r) é quase parabólica, então
E(r)\approx E(r_0) + \tfrac12 k (r-r_0)^2
e
F(r)\approx -k\,(r-r_0),
que é a lei de Hooke microscópica.

Passo 4

Quando aplicamos uma tensão externa, cada par de átomos é deslocado de r_0 para r_0+\Delta r. Isso estica (ou comprime) a ligação, aumentando a energia em \tfrac12 k(\Delta r)^2. Como ainda estamos no poço de potencial (região quase quadrática), a deformação é reversível: ao remover a carga, r volta a r_0 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 E(r). Cada par de átomos se desloca de r_0 para r_0+\Delta r, armazenando energia quadrática \tfrac12 k(\Delta r)^2 e gerando uma força restauradora F\approx -k\,\Delta r. Ao remover a carga, os átomos retornam ao equilíbrio em r_0, liberando toda a energia armazenada.

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