Com relação as propriedades mecânicas dos materiais:
Trace um diagrama de tensão
deformação para um material dúctil.
Trace um diagrama de tensão
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta pede para a gente traçar um diagrama de tensão versus deformação para um material dúctil. Isso faz parte das propriedades mecânicas dos materiais. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são tensão e deformação, e como esses materiais se comportam quando submetidos a esses fatores.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre tensão e deformação. A tensão (
) é uma medida da força interna que um material resiste quando é puxado ou comprimido, e é calculada pela fórmula:
onde
é a força aplicada e
é a área da seção transversal.
A deformação (
) é a medida de quanto o material se estende ou comprime sob a ação dessa força, dada por:
onde
é a mudança no comprimento e
é o comprimento original.
Passo 3
Agora, vamos entender como um material dúctil se comporta quando submetido a essas tensões e deformações. Materiais dúcteis, como o aço, podem sofrer grandes deformações antes de quebrar. Isso significa que, no diagrama tensão-deformação, o gráfico vai mostrar uma longa “cola” além do ponto em que o material começa a deformar permanentemente.
Passo 4
O diagrama de tensão-deformação para materiais dúcteis geralmente tem algumas partes principais:
- Região Elástica: Aqui, a relação entre tensão e deformação é linear, seguindo a Lei de Hooke:
onde
é o módulo de elasticidade. Se você retirar a força nessa região, o material retorna à sua forma original.
-
Ponto de Escoamento: É o ponto onde o material começa a deformar permanentemente. A partir daqui, mesmo que retire a força, o material não volta completamente à forma original.
-
Região Plástica: Após o ponto de escoamento, o material continua a se deformar com pequenas aumentos na tensão. Essa é a parte dúctil do material.
-
Endurecimento por Deformação: O material fica mais duro e resistente à medida que é deformado plasticamente.
-
Fratura: Finalmente, o material chega a um ponto de ruptura.
Passo 5
Então, para traçar o diagrama:
- No eixo horizontal (x), colocamos a deformação (
). - No eixo vertical (y), colocamos a tensão (
). - Começamos com uma linha reta na região elástica.
- Chegamos ao ponto de escoamento, onde a linha começa a se curvar.
- Continuamos com uma curva ascendente suave na região plástica até o ponto de fratura.
Resposta
O diagrama de tensão-deformação para um material dúctil apresenta uma região inicial linear (elástica), seguida por um ponto de escoamento onde a curva começa a se curvar, uma longa região plástica onde o material se deforma permanentemente com aumento gradual da tensão, e termina na fratura. Esse gráfico mostra como o material pode suportar deformações significativas antes de quebrar, caracterizando sua ductilidade.