Módulo de Rigidez: Funcionamiento, Características y Ventajas

El módulo de rigidez, o módulo de cizallamiento, se utiliza para determinar qué tan elásticos o flexibles serán los materiales si se cortan, que se empujan en paralelo desde lados opuestos. Esta propiedad se convierte en la parte útil de muchos cálculos y se denomina coeficiente de elasticidad durante el cizallamiento. Puede medirse mediante una prueba de esfuerzo cortante, que se realiza colocando una varilla de un material determinado en una abrazadera y aplicando fuerza a una distancia medida de la abrazadera a solo un lado de la varilla.

Científico con vasos de precipitados

Hay tres aplicaciones populares para la fórmula del módulo de corte. Tanto el módulo de Young para cuerdas como el módulo de Bulk para gases necesitan el módulo de corte para predecir cómo se forman las ondas en los gases. La prueba de deformación cortante también se utiliza si ya se sabe que predice la cantidad de fuerza necesaria para doblar un material.

Los científicos de materiales y los físicos aplicados utilizan este concepto de formas especiales. Comprender el módulo de rigidez ayudará a seleccionar el material correcto para usar en la construcción en muchas circunstancias. Cuanto menor sea la fuerza, más fácil se doblará el material. Se calcula y se registra públicamente para la mayoría de los materiales. Una varilla hecha de oro se doblará más fácilmente que una del mismo espesor hecha de acero, por ejemplo, y el módulo de cizallamiento lo muestra claramente en la mayoría de las comparaciones.

En niveles minúsculos, el módulo de rigidez se relaciona con los átomos que se deslizan unos sobre otros. Esto ayuda a explicar por qué la temperatura y la presión también lo afectan. Cuanto más frío es un objeto y más presión está bajo, más rígido o rígido se vuelve. A altas temperaturas y bajas presiones, la mayoría de los materiales comienzan a derretirse y se vuelven más fáciles de doblar.

Predecir esta propiedad puede resultar muy difícil. Hacer una prueba de esfuerzo cortante puede dar una medida de los materiales disponibles. Se vuelve difícil descubrir nuevos materiales que muestren un mejor rendimiento bajo ciertas condiciones, como en el fondo del océano. En algunos casos, los materiales nunca se han creado y los científicos usan las matemáticas para predecir el módulo de corte.

Esta propiedad puede explicar la experiencia común con los materiales. La mayoría de las personas comprenden que los diamantes son muy duros, tienen un módulo de rigidez 10 veces mayor que el del acero. Las bandas de goma se envuelven y retuercen sin esfuerzo, y su medida es muy pequeña. Las latas de metal delgadas son fáciles de doblar, pero los plásticos gruesos no lo son porque aunque los metales son más rígidos, los espesores no son los mismos.

 

Mira estos Artículos

Subir