Elasticidad en física: concepto, fórmula y ejemplos

Te explicamos qué es la elasticidad en física y cómo es la fórmula de esta propiedad.También, ejemplos y cuáles son los materiales elásticos.

La elasticidad permite que un material se deforme para volver a su forma original.

¿Qué es la elasticidad en física?

Cuando en física nos referimos a elasticidad , nos referimos a la propiedad de que ciertos materiales se deforman bajo una fuerza externa que actúa sobre ellos, y luego recuperan su forma original cuando esta fuerza desaparece.El comportamiento se conoce como deformaciones reversibles o memoria de forma .

No todos los materiales son elásticos, por supuesto, y aquellos que se rompen, fragmentan o quedan deformados después la acción de la fuerza externa, simplemente no son elásticos en absoluto.

Los principios de la elasticidad son estudiados por la mecánica de sólidos deformables , según la Teoría de la Elasticidad, que explica cómo un sólido se deforma o se mueve en respuesta a fuerzas externas que lo impactan.

Así, cuando estos sólidos deformables reciben dicha fuerza externa, se deforman y acumulan en su interior una cantidad de energía potencial elástica , y por tanto también de energía interna.

Dicho energía, una vez eliminada la fuerza deformante, será la que obligue al sólido a recuperar su forma y se transforma en energía cinética, haciéndolo moverse o vibrar.

La magnitud de la fuerza externa y los coeficientes de elasticidad del objeto deformado serán los que permitan calcular el tamaño de la deformación, la magnitud de la respuesta elástica y la tensión acumulada en el proceso.

Ver también: Inercia.

Fórmula de elasticidad en física

Cuando se aplica una fuerza sobre un material elástico, éste se deforma o comprime, para los mecánicos lo importante del hecho es la cantidad de fuerza aplicada por unidad de área, que llamaremos esfuerzo ( σ ).

El grado de estiramiento o compresión de la materia se llamará deformación ( ϵ ) y lo calcularemos dividiendo la longitud de movimiento del sólido (ΔL) por su longitud inicial (L0), es decir ,: ϵ =ΔL/L 0.

Por otro lado, una de las principales leyes que rige el tema de la elasticidad es la Ley de Hooke .Esta ley fue formulada en el siglo XVII por el físico Robert Hooke al estudiar los resortes, y darse cuenta que la fuerza necesaria para encogerlos era proporcional a su longitud.

Esta ley se formula de la siguiente manera: F=˗kx donde F es la fuerza, x la longitud de la comprensión o elongación y ka constante de proporcionalidad (constante de resorte) expresada en Newtons sobre metros (N/m).

Finalmente, la energía potencial elástica asociada con la fuerza de esta ley está representada por la fórmula: Ep (x)=½.k.x2 .

Ejemplos de elasticidad en física

Los resortes comprimidos acumulan energía potencial y cuando se liberan recuperan su forma.

La elasticidad de los materiales es una propiedad que probamos a diario.Algunos ejemplos de esto pueden ser:

• Resortes.Los resortes debajo de ciertos botones, o que empujan el pan de la tostadora hacia arriba cuando está listo, funcionan en función de la tensión elástica: se comprimen y acumulan energía potencial, luego se liberan y recuperan su forma al vomitar el brindis.
• Botones.Los botones del mando a distancia del televisor funcionan gracias a la elasticidad del material que los compone, ya que pueden comprimirse bajo la fuerza de nuestros dedos, accionando el circuito de abajo, para luego recuperar su posición inicial (dejando activar el circuito inmediatamente), listo para presionar nuevamente.
• Chicle.La resina de la que está hecho el chicle o chicle es altamente elástica, hasta el punto que podemos comprimirla entre los dientes o expandirla llenándola de aire y haciendo una bomba, contando con que retenga su forma más o menos original.
• Las llantas de un avión, un automóvil, una motocicleta, operan en base a la elasticidad de la goma, que una vez inflada con aire, puede soportar el enorme peso de todo el vehículo y deformarse levemente, pero sin perder su memoria de camino., ejerce resistencia y mantiene el vehículo suspendido.

Materiales elásticos

Los materiales elásticos, aquellos capaces de recuperar su forma original tras sufrir una deformación parcial o total , son numerosos y podemos enumerar algunos de ellos, como: caucho, caucho, nylon, lycra, látex, chicles, lana, silicona, gomaespuma, grafeno, fibra de vidrio, plástico, cuerda, entre otros.Este tipo de materiales son sumamente útiles en la industria manufacturera, ya que a partir de ellos se pueden realizar un sinfín de aplicaciones y objetos de uso práctico.