O que é a propriedade Modulo de elasticidade de um material?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta “o que é a propriedade Módulo de elasticidade de um material?”. Isso faz parte de Mecânica dos Materiais (ou Resistência dos Materiais). Pra entender e explicar direitinho, a gente vai precisar dos conceitos de tensão (stress) e deformação (strain), porque o módulo de elasticidade é justamente a relação entre esses dois.
Passo 2
Primeiro, vamos falar de tensão (σ). Tensão é basicamente a “força interna” que aparece quando você aplica uma força externa num corpo. Se você empurra ou puxa um material com uma força
distribuída numa área
, a tensão é dada por:
Aqui:
-
tem unidade de Pascal (Pa), que é . -
é a força aplicada (em N). -
é a área onde essa força atua (em m²).
Passo 3
Agora, deformação (ε) é o quanto o material muda de comprimento comparado ao tamanho original. Se o comprimento inicial é
e ele muda de tamanho em
, então:
Isso é adimensional (sem unidade) porque é uma razão entre comprimentos.
Passo 4
O Módulo de Elasticidade (também chamado de Módulo de Young) é a “inclinação” da reta na parte elástica do diagrama tensão × deformação. Em termos práticos, é a razão entre tensão e deformação naquele regime linear (antes de o material “passar do limite” e começar a se comportar de forma plástica):
Ou seja, quanto maior
, mais “rígido” é o material, pois ele exige maior tensão pra produzir a mesma deformação.
Passo 5
Em resumo, o módulo de elasticidade é uma constante que caracteriza o quão difícil é esticar ou comprimir um material sem deformá-lo permanentemente. Material mole tem
pequeno (ele deforma fácil), material duro ou rígido tem
alto. Por exemplo,
- Aço:
- Alumínio:
- Borracha:
Resposta
O módulo de elasticidade é a constante
que relaciona tensão e deformação no regime elástico de um material, definida por
medindo a rigidez do material.