Módulo elástico para niños
Un módulo elástico es una medida de qué tan rígido es un material. Nos dice cuánto se resiste un objeto a cambiar su forma o tamaño cuando se le aplica una fuerza. Imagina que estiras una banda elástica o intentas aplastar una pelota de goma; el módulo elástico nos ayuda a entender cómo reaccionan esos materiales.
Este valor se calcula dividiendo la tensión (la fuerza que se aplica sobre un área) entre la deformación (cuánto cambia el material de tamaño o forma). Si un material es muy rígido, tendrá un módulo elástico alto, lo que significa que se deforma poco incluso con mucha fuerza.
Contenido
¿Qué es un Módulo Elástico?
Un módulo elástico es una constante elástica que describe las propiedades de los materiales, ya sean gases, líquidos o sólidos. Es una medida de su rigidez. Se calcula con una fórmula sencilla:
- Módulo Elástico = Tensión / Deformación
La tensión es la fuerza que se aplica a un material dividida por el área donde se aplica esa fuerza. Por ejemplo, si empujas una mesa, la tensión sería la fuerza de tu empuje dividida por el área de tu mano en contacto con la mesa.
La deformación es el cambio en el tamaño o la forma del material, comparado con su tamaño o forma original. Por ejemplo, si estiras una goma, la deformación sería cuánto se alargó respecto a su longitud inicial.
Como la deformación es una cantidad sin unidades, las unidades del módulo elástico son las mismas que las de la tensión: pascales (Pa) o newtons por metro cuadrado (N/m²) en el Sistema Internacional de Unidades.
Tipos Principales de Módulos Elásticos
Existen diferentes tipos de módulos elásticos, cada uno describe cómo un material se deforma de una manera específica. Los tres más importantes son:
Módulo de Young: Estiramiento y Compresión
El Módulo de Young (se representa con la letra 
) nos dice cómo se estira o se comprime un material cuando se le aplica una fuerza a lo largo de una dirección. Piensa en un cable que se estira al colgarle un peso, o una columna que se comprime bajo una carga. Por eso, también se le llama módulo elástico longitudinal.
Módulo de Compresibilidad: Cambios de Volumen
El Módulo de Compresibilidad (se representa con la letra 
) nos indica cuánto cambia el volumen de un material cuando se le aplica una presión uniforme por todos lados. Imagina que sumerges una pelota en el agua a gran profundidad; este módulo nos diría cuánto se encoge. No cambia la forma del objeto, solo su volumen.
Módulo de Cizallamiento: Cambios de Forma
El Módulo de Cizallamiento (se representa con la letra 
) describe cómo un material cambia de forma sin cambiar su volumen. Esto ocurre cuando se aplican fuerzas paralelas a la superficie del material, como cuando intentas "deslizar" una parte de un libro sobre otra. También se le conoce como módulo elástico transversal o módulo de rigidez.
Materiales Isótropos y Anisótropos
Los materiales pueden comportarse de manera diferente según la dirección en la que se les aplique una fuerza.
Materiales Elásticos Isótropos
Los materiales isótropos son aquellos que tienen las mismas propiedades elásticas en todas las direcciones. Esto significa que, no importa cómo los estires o los comprimas, siempre reaccionarán de la misma manera. Para describir completamente sus propiedades elásticas, solo necesitamos conocer dos de sus módulos elásticos. Por ejemplo, muchos metales son isótropos.
Los líquidos son un caso especial: no pueden soportar fuerzas de cizallamiento, por lo que su módulo de cizallamiento es siempre cero. Esto también significa que su módulo de Young es cero.
Materiales Elásticos Anisótropos
Los materiales anisótropos son diferentes; sus propiedades elásticas varían según la dirección. Un buen ejemplo es la madera. Es mucho más fácil partir un tronco a lo largo de sus fibras que a través de ellas. Esto se debe a que la madera tiene diferentes módulos elásticos en distintas direcciones.
Un tipo común de material anisótropo es el ortotrópico, que tiene propiedades elásticas diferentes en tres direcciones que son perpendiculares entre sí.
Otros Tipos de Módulos Elásticos
Además de los tres principales, existen otros módulos que describen comportamientos específicos:
- El Módulo de Flexión (Eflex) describe cómo un objeto se dobla cuando se le aplica una fuerza que lo hace curvarse.
Galería de imágenes
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El conocimiento del módulo y su evolución en función de "T" es necesario para la selección del material más adecuado.
Véase también
En inglés: Elastic modulus Facts for Kids
- Constante elástica
- Rigidez flexional
- Ley de elasticidad de Hooke
- Rigidez
- Elasticidad (mecánica de sólidos)
- Ensayo de materiales
