¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

Si estás familiarizado con la física o la ingeniería, es probable que hayas oído hablar de términos como módulo de volumen, módulo elástico y módulo de rigidez. Pero, ¿qué significan realmente estos conceptos y cómo se relacionan entre sí? En este artículo, exploraremos en detalle el concepto de módulo de volumen y lo compararemos con los módulos elástico y de rigidez. ¡Prepárate para desentrañar los misterios detrás de estas nociones fundamentales y descubrir cómo se aplican en el mundo real!

Cuando un cuerpo se somete a un sistema de fuerzas, el volumen del cuerpo cambia debido a la carga que actúa sobre el cuerpo. El módulo de compresión es la medida de la resistencia a las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo. mientras que el módulo de elasticidad indica la rigidez del cuerpo, mientras que el módulo de rigidez o módulo de corte trata sobre la resistencia a la falla por corte. Profundicemos en el tema para entenderlo más claramente.


¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

módulo de volumen¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

Si un cuerpo está expuesto a tres fuerzas mutuamente perpendiculares de igual intensidad, entonces estas fuerzas externas provocan un cambio en el volumen del cuerpo. Por lo tanto, el módulo de volumen está dado por


«La relación entre la carga que actúa sobre el cuerpo y la carga volumétrica en el cuerpo»¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

El módulo de volumen está dado por “k“. Como ya se mencionó, el módulo de compresión es una medida de la resistencia a la tensión aplicada. Un material con un mayor módulo de compresión, lo que significa que puede soportar una mayor carga aplicada al cuerpo sin deformarse en proporción a la carga aplicada o deformarse muy lentamente.

Matemáticamente, el módulo de volumen está dado por

¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

05.a) Unidad de ejercicio Creo 3.0 – C…

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σ = voltaje

δV = cambio de volumen debido a tres fuerzas mutuamente perpendiculares que actúan sobre el cuerpo


V = volumen original del cuerpo

La expansión volumétrica se define como la relación entre el cambio de volumen y el volumen original. Matemáticamente está dado por

¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

donde ε es la deformación lineal

La relación entre el módulo de volumen y el módulo de Young

El módulo de elasticidad se define como la relación entre tensión y deformación. Describe las tensiones y deformaciones lineales, mientras que el módulo de volumen define las tensiones y deformaciones volumétricas.

Módulo elástico = tensión/deformación

Tenemos una relación matemática entre el módulo de masa (K) y el módulo de Young (E) que viene dada por

¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

Donde μ = 1/m(relación de Poisson)

La relación entre el módulo elástico y el módulo de corte.

El módulo de corte/módulo de rigidez es la relación entre el esfuerzo cortante y la deformación cortante.

Tenemos una relación matemática entre el módulo elástico (E) y el módulo de corte (G).

¿Cuál es el módulo de volumen? | Módulo de volumen versus módulo elástico versus módulo de rigidez

Donde μ = 1/m(relación de Poisson)

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Como comentamos, estas tres constantes de módulo son las propiedades del material que miden la resistencia a la fuerza externa. La tensión aplicada puede ser lineal, volumétrica o cortante.

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Bulk Modulus, Young’s Modulus, and Shear Modulus: Understanding Material Resistibility

Cuando un cuerpo está sujeto a un sistema de fuerzas, habrá un cambio en el volumen del cuerpo debido al estrés que actúa sobre él. El módulo de volumen es la medida de la resistencia a las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo, mientras que el módulo de Young se refiere a la rigidez en el cuerpo. Por otro lado, el módulo de rigidez o módulo de corte se refiere a la resistencia al fallo por corte. Vamos a profundizar en el tema para entenderlo de manera más clara.

Módulo de Volumen

Cuando un cuerpo está sujeto a tres fuerzas mutuamente perpendiculares de igual intensidad, habrá un cambio en el volumen del cuerpo debido a estas fuerzas externas. Por lo tanto, el módulo de volumen se define como:

«La razón entre el estrés actuado sobre el cuerpo y la deformación volumétrica en el cuerpo»

El módulo de volumen se denota por «K». Como mencionamos anteriormente, el módulo de volumen es una medida de la resistencia a la tensión aplicada. Un material con un mayor módulo de volumen significa que puede resistir una carga mayor aplicada al cuerpo sin deformarse o deformarse muy lentamente en relación a la carga aplicada.

Matemáticamente, el módulo de volumen se define como:

σ = Estrés
δV = Cambio en el volumen debido a las tres fuerzas mutuamente perpendiculares actuando sobre el cuerpo
V = Volumen original del cuerpo

Donde la deformación volumétrica se define como la razón entre el cambio en el volumen y el volumen original. Matemáticamente se expresa como:

ε = ΔV / V

La relación entre el módulo de volumen y el módulo de Young

El módulo de Young se define como la razón entre el estrés y la deformación. Describe el estrés y la deformación lineales, mientras que el módulo de volumen define los esfuerzos y la deformación volumétrica.

Módulo de Young = Estrés / Deformación

Tenemos una relación matemática entre el módulo de volumen (K) y el módulo de Young (E) dada por:

E = 3K(1-2μ)

Donde μ = 1 / m (coeficiente de Poisson)

La relación entre el módulo de Young y el módulo de rigidez

El módulo de rigidez o módulo de corte es la razón entre el esfuerzo cortante y la deformación cortante.

Tenemos una relación matemática entre el módulo de Young (E) y el módulo de rigidez (G) dada por:

G = E / (2(1+μ))

Donde μ = 1/m (coeficiente de Poisson)

Conclusión

Como hemos discutido, estos tres módulos son propiedades materiales que miden la resistencia ante una fuerza externa. El estrés aplicado puede ser lineal, volumétrico o de corte. Es importante entender estos conceptos para comprender cómo los materiales reaccionan bajo diferentes fuerzas y cargas.

  1. ¿Qué es el módulo de volumen?
  2. El módulo de volumen es una medida de la resistencia de un material a las fuerzas externas que actúan sobre él y causan cambios en su volumen.

  3. ¿Cuál es la relación entre el módulo de volumen y el módulo de Young?
  4. El módulo de volumen se refiere a los esfuerzos y deformaciones volumétricas, mientras que el módulo de Young se refiere a los esfuerzos y deformaciones lineales. Existe una relación matemática entre los dos que involucra el coeficiente de Poisson.

  5. ¿Cuál es el módulo de rigidez?
  6. El módulo de rigidez, también conocido como módulo de corte, es la medida de la resistencia de un material a la deformación por corte.

Aquí puedes encontrar más información sobre el módulo de volumen, el módulo de Young y el módulo de rigidez.

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