2.1 Estado Solido

Una propiedad de los sólidos es que tienen forma definida, lo cual se debe a que en el estado sólido cada molécula esta confinada en un espacio pequeño entre moléculas cercanas, por lo que vibran sin cambiar prácticamente de lugar debido a su alta fuerza de cohesión.

Las fuerzas moleculares determinan las propiedades de los sólidos, entre éstas propiedades podemos mencionar:

Dureza

Rigidez

Resistencia mecánica

Elasticidad

Cuando las fuerzas entre los átomos y moléculas de un sólido son muy grandes, resulta muy difícil rayarlo. Esta propiedad de los sólidos recibe el nombre de dureza. Los Geólogos identifican a los minerales por su grado de dureza.

La rigidez se encuentra en función de la resistencia que opone un cuerpo sólido a las fuerzas que tienden a deformarlo y está en relación con su elasticidad.

Por ejemplo, al aplicar una fuerza a cuerpos sólidos como una piedra, una canica, un balín o una moneda, se observa que no se deforman en virtud de que no son flexibles y por tanto carecen de elasticidad. Las propiedades anteriores de los sólidos se pueden modificar si se someten a calentamiento, a tratamientos mecánicos especiales o si se les agregan pequeñas cantidades de otros materiales.

Cuando se le da un tirón a una liga o a un resorte, se observa que su longitud aumenta. Cuando una pelota de voleibol es golpeada se observa que se deforma por un breve tiempo. Los tres cuerpos señalados, recuperan su forma original cuando deja de actuar sobre ellos la fuerza que los deformó. Por ello se dice que tienen elasticidad; esta propiedad que tienen algunos cuerpos se debe a las fuerzas entre los átomos y las moléculas. El hule es una sustancia muy elástica, sin embargo lo es más el acero; esto es si dejamos caer un balín de acero sobre un piso duro de cemento observamos que rebota más que si dejamos caer una pelota, alcanzando un 85 % de su altura original.

No todas las sustancias son elásticas. Por ejemplo, al apretar un trozo de plastilina, se verá que se alarga y conserva esta forma, aunque ya no se le aplique una fuerza, sin embargo no podrá recuperar su forma original.

Elasticidad: es la propiedad que tienen los cuerpos de recuperar su tamaño y forma original después de ser comprimidos, una vez que desaparece la fuerza que ocasiona la deformación. Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo provoca un esfuerzo en el interior del cuerpo ocasionando su deformación.

En algunos materiales como los metales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Sin embargo, si la fuerza es mayor a un determinado valor, el cuerpo queda deformado permanentemente. El máximo esfuerzo que un material puede resistir antes de quedar permanentemente deformado se designa con el nombre de límite elástico.

Si el cuerpo se rompe llega a su resistencia máxima denominado punto de ruptura. El punto de ruptura es el máximo esfuerzo que puede soportar un material antes de romperse.

Algunos ejemplos de cuerpos elásticos son: resortes, ligas, bandas de hule, pelotas de tenis, pelotas de fútbol y trampolines. La deformación de un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza que recibe. En otras palabras, si la fuerza aumenta al doble, la deformación también aumenta al doble; si la fuerza aumenta al triple, la deformación se triplica, y si la fuerza disminuye a la mitad, la deformación se reduce a la mitad; por ello se dice que entre estas dos variables existe una relación directamente proporcional.

Esfuerzo y deformación, tensión y comprensión unitaria

 

Cuando una fuerza aplicada a un cuerpo le produce una deformación se dice que el esfuerzo es la causa que origina la deformación elástica.

Existen tres tipos de esfuerzo:

Esfuerzo de tensión:

Se presenta cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas de igual magnitud pero de sentido contrario que se alejan entre sí.

Esfuerzo de comprensión:

Ocurre cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas iguales en magnitud pero de sentido contrario que se acercan entre sí.

Esfuerzo de corte:

Se presenta cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas colíndales de igual o diferente magnitud que se mueven en sentidos contrarios.

La elasticidad de alargamiento es característica únicamente de los sólidos. Así pues, el esfuerzo longitudinal (en el sentido de la longitud) de alambres, varillas, barras, resortes o cables, como consecuencia de un esfuerzo de tensión o de comprensión se puede cuantificar por medio de la relación entre la fuerza aplicada a un cuerpo sólido y el área sobre la que actúa.

La deformación longitudinal también llamada tensión unitaria (alargamiento de un cuerpo), o comprensión unitaria (acortamiento de cuerpo), se determina mediante la relación entre la variación en la longitud de un cuerpo y su longitud original.

Publicada on abril 21, 2010 at 12:24 pm  Dejar un comentario  

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