* Tipo de fuerza: ¿Es una fuerza de tracción (tirar), fuerza de compresión (empuje), fuerza de corte (deslizamiento) o fuerza torsional (torsión)?
* Magnitud de la fuerza: ¿Qué tan fuerte es la fuerza?
* Duración de la fuerza: ¿Es un impacto repentino o una fuerza sostenida?
* Temperatura: ¿El metal está caliente o frío?
* Propiedades del material: ¿Qué tipo de metal es (acero, aluminio, cobre, etc.)?
Aquí hay un desglose de algunas respuestas comunes a las fuerzas aplicadas a los metales:
deformación elástica:
* Fuerzas pequeñas: El metal puede deformarse elásticamente , lo que significa que volverá a su forma original cuando se elimine la fuerza. Esto es como estirar una banda de goma.
* Curva de tensión-deformación: Este es un gráfico que muestra cómo el metal se deforma bajo una fuerza creciente. La región elástica de la curva representa el punto donde la deformación es reversible.
deformación plástica:
* Fuerzas más grandes: Si la fuerza excede el límite elástico del metal, el metal se deformará plásticamente , lo que significa que cambiará de forma permanente. Esto es como doblar un clip de papel.
* Fuerza de rendimiento: Este es el punto en la curva de tensión-deformación donde el metal comienza a deformarse permanentemente.
* Trabajar en endurecimiento: A medida que el metal se somete a la deformación plástica, se vuelve cada vez más fuerte. Esto se debe a que la estructura interna del metal se está reorganizando.
fractura:
* Fuerzas extremadamente altas: Si la fuerza es lo suficientemente fuerte, el metal puede fractura o romper.
* resistencia a la tracción definitiva: Este es el punto en la curva de tensión-deformación donde el metal ya no puede soportar más carga.
* Ductilidad: Esta es una medida de cuánto se puede estirar o deformarse un metal antes de que se rompa.
Otros efectos:
* Creep: Bajo carga sostenida, algunos metales pueden deformarse lentamente con el tiempo, incluso a temperaturas por debajo del punto de rendimiento.
* Fatiga: Los ciclos de estrés repetidos pueden conducir a grietas microscópicas en el metal, lo que eventualmente puede causar falla.
* Generación de calor: Cuando se aplica una fuerza al metal, parte de la energía se convierte en calor.
Ejemplos:
* tirando de un cable: El cable se extiende elásticamente hasta que la fuerza excede su resistencia de rendimiento, momento en el que comienza a deformarse de forma permanente. Si la fuerza aumenta aún más, el cable eventualmente se romperá.
* doblando una barra de metal: La barra se doblará elásticamente hasta que alcance su punto de rendimiento, momento en el que se doblará permanentemente.
* golpeando un clavo con un martillo: La fuerza de impacto provoca la deformación plástica de la cabeza del clavo, lo que la lleva a la madera.
Comprender cómo los metales responden a las fuerzas es crucial en ingeniería, ya que permite el diseño de estructuras, máquinas y herramientas seguras y confiables.
