Comente sobre a lei de Hooke para o cisalhamento.
Passo 1
Então, a gente vai comentar sobre a Lei de Hooke para o cisalhamento. Isso faz parte da matéria de Mecânica dos Materiais, mais especificamente sobre como os materiais se comportam quando sofrem forças que causam deformação. Para entender isso, vamos precisar saber o que é força de cisalhamento, deformação por cisalhamento e o módulo de cisalhamento.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a Lei de Hooke. De maneira simples, essa lei diz que a força necessária para estender ou comprimir uma mola é proporcional à distância que a mola é estendida ou comprimida. A fórmula básica é:
Onde:
-
é a força aplicada, -
é a constante da mola, -
é a deformação (alongamento ou compressão).
Passo 3
Agora, aplicando isso ao cisalhamento, a ideia é semelhante, mas em vez de stretching ou compressão, estamos falando de forças que fazem uma camada do material deslizar sobre a outra. Nesse caso, a Lei de Hooke para o cisalhamento relaciona a tensão de cisalhamento (
) com a deformação de cisalhamento (
):
Onde:
-
é a tensão de cisalhamento, -
é o módulo de cisalhamento (ou módulo de rigidez), -
é a deformação de cisalhamento.
Passo 4
Vamos entender cada termo:
- Tensão de cisalhamento (
): é a força por unidade de área que atua paralelamente à superfície do material. - Deformação de cisalhamento (
): é a medida da distorção ou mudança na forma que o material sofre devido à força aplicada. - Módulo de cisalhamento (
): é uma propriedade do material que indica a resistência dele à deformação por cisalhamento. Materiais com um alto são mais rígidos nesse sentido.
Passo 5
A Lei de Hooke para o cisalhamento é válida até o limite elástico do material, ou seja, até o ponto em que o material pode retornar à sua forma original após a remoção da força. Se a força continuar aumentando além desse ponto, o material pode sofrer deformações permanentes ou até mesmo quebrar.
Resposta
A Lei de Hooke para o cisalhamento estabelece que a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à deformação de cisalhamento, sendo essa proporcionalidade definida pelo módulo de cisalhamento do material. Essa relação é válida dentro do limite elástico, permitindo prever como os materiais irão reagir a forças que causam deformação paralela às suas superfícies.
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