Modelo mecánico de solido clásico
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Ecuaciones
La fuerza elástica ($F_k$) es una funci n que depende de el módulo de Elasticidad ($E$), la sección del elemento ($S$), la elongación ($u$) y el largo del cuerpo ($L$).
Esta funci n se puede expresar mediante la definici n de la tensión ($\sigma$)
y la definici n de la deformación ($\epsilon$)
resultando en
La energía de deformación ($W$) se expresa en funci n de el volumen ($V$), el módulo de Elasticidad ($E$) y la deformación ($\epsilon$) de la siguiente manera:
Y con la densidad de energía de deformación ($w$) definido como:
Obtenemos:
Ejemplos
La compresibilidad de un material esta definida con
lo que en este caso se puede aproximar con
La deformaci n se define como la variaci n del largo de un canto del volumen.
Con
La fuerza elástica ($F_k$) es una funci n que depende de el módulo de Elasticidad ($E$), la sección del elemento ($S$), la elongación ($u$) y el largo del cuerpo ($L$).
Esta funci n puede ser reescrita utilizando las definiciones de la tensión ($\sigma$) y la deformación ($\epsilon$), lo que nos lleva a la versi n continua de la Ley de Hooke:
Si se considera un cubo de largo, ancho y alto
con
$L(1+\epsilon)L(1-\nu\epsilon)L(1-\nu\epsilon)=L^3(1-\nu\epsilon-\nu^2\epsilon^2+\nu^3\epsilon^3)$
\\n\\nSi se introduce el volumen
$V_0+dV=V_0(1+\epsilon-2\nu\epsilon)$
o en la aproximaci n de peque as deformaciones con
Como el volumen deformado es con
$\sigma = E\epsilon$
\\n\\ncon
$\Delta p=-\displaystyle\frac{1}{2}(\sigma_1+\sigma_2+\sigma_3)$
\\n\\nEn el caso de que solo se tiene tensi n en un eje\\n\\n
$\sigma_1=\sigma,,\sigma_2=\sigma_3=0$
se tiene que con
por lo que se puede reescribir con
La energía de deformación ($W$) en funci n de el volumen ($V$), el módulo de Elasticidad ($E$) y la deformación ($\epsilon$) es igual a
As que si dividimos por el volumen ($V$), obtenemos la densidad de energía de deformación ($w$), que se define como
Como la energ a potencial es con
y la deformaci n es con
$U=\displaystyle\frac{E}{2(1-2\nu)^2}\displaystyle\frac{\Delta V^2}{V^2}$
Con la compresibilidad con
se tiene con
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