A força elástica é, em essência, uma força de restauração. Um elástico, ao ser comprimido ou distendido por uma força externa, tende a restaurar seu tamanho original. Por que, então,a barra de aço vertical da fábrica retoma seu comprimento original quando deformada pela ação do peso de um carro compacto,mais não retoma quando deformada por dois?
Soluções para a tarefa
A força de um único carro causa na barra uma deformação elástica. A força de dois carros causa na barra uma deformaçao inelástica.
A deformação elástica, deformação plástica e ruptura são fenômenos que ocorrem devido a mudança da estrutura interna do material quando ele sofre ação de uma força.
Cada tipo de material, como o cimento, barra de aço, vidro ou giz, possui características próprias que são determinadas pelo arranjo de suas moléculas no seu interior.
Portanto, para compreender as deformações de nível macroscópico como a compressão de uma barra de aço, é importante entender o que acontece no nível microscópico, que são as reações atômicas.
Os átomos estão sempre vibrando por causa da temperatura e de forças externas que sejam aplicadas a eles. O gráfico abaixo ilustra a relação entre a relação entre a energia e a separação entre átomos (distância interatômica)
Na deformação elástica, a força que atua causa um pequeno deslocamento dos átomos. Só que este deslocamento está dentro dos limites onde o átomo costuma vibrar naturalmente.
Observando a figura abaixo, este pequeno deslocamento corresponde aos primeiros níveis de energia (na parte de baixo). Repare que energias pequenas, o movimento do átomo (gráfico azul) é próximo do movimento harmônico simples (verde).
Já a deformaçao plástica (ou inelástica) passa a acontecer quando a força aplicada tem energia o suficiente para afastar os átomos. Neste caso, a estrutura atômica admite uma nova configuração que corresponde ao fato da barra ter sofrido uma deformação inelástica.
Já a ruptura ocorre quando a deformação tem energia tão grande que as ligações atômicas são quebradas.
