Quando tratamos de física dos materiais, entender como esses materiais funcionam e suas características fazem toda a diferença, desde uma construção bem feita (que não caia), passando pela durabilidade de um produto, etc. Vejamos um pouco sobre uma dessas características: a tensão.
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Conceitos importantes
- Força: é uma grandeza física, externa ao corpo, capaz de alterar o estado de inércia desse corpo.
- Tensão mecânica: é a quantidade de força aplicada por unidade de área. Ela pode ser enunciada como:
Onde 
A Tensão é uma força interna do corpo que age como resposta a essa força aplicada, ou seja, tensão é uma força de reação.
Tipos de tensão mecânica
Podemos classificar a tensão em dois tipos: tensão normal (tração ou compressão) e tensão por cisalhamento.
Tensão normal
Uma tensão é dita normal quando a força aplicada a superfície é perpendicularmente a área. A tensão normal é dividida em dois grupos: tensão (a força tenta esticar/alongar o corpo) e compressão (a força tenta amassar/comprimir o corpo).
Exemplos: apertar mola (compressão), jogar cabo de guerra (tensão, porque esticamos a corda), etc. Abaixo uma imagem que representa exemplos de tensões normais de tensão e de compressão.
Tensão por cisalhamento (ou tensão tangencial ou tensão de corte)
A tensão por cisalhamento ocorre quando a força aplicada a superfície age tangencialmente a área. Ela é causada quando temos forças sendo aplicadas em sentidos opostos. Exemplo: tesoura (lâmina de cima aplica força para baixo e lâmina de baixo aplica força para cima). Abaixo uma imagem representando esse tipo de tensão.
Comportamento dos materiais
Quando estudamos tensões a palavra deformação pode aparecer com frequência. Mas o que é deformação? Bem, deformação é a variação do comprimento de um corpo e, normalmente, é expressa em termos da porcentagem. Se L0 é o comprimento inicial e L é o comprimento final, podemos definir deformação (
Quando submetidos a tensões os corpos podem sofrer deformações. Essas deformações podem ser de dois tipos: deformação elástica e deformação plástica.
- Deformação elástica: é aquela que, quando são removidas as forças atuantes corpo, o corpo volta ao seu formato original. Ou seja, as deformações são reversíveis.
- Deformação plástica: ocorre quando as forças são removidas, mas o corpo não retorna a sua forma original. Nesse caso dizemos que ocorrem deformações permanentes.
Diagrama tensão x deformação
É um gráfico que descreve o comportamento de um material sob a tensão. Seu comportamento é sempre o mesmo: vemos que existe uma região linear, chamada de região elástica, onde o material apresenta deformações elásticas.
Abaixo temos uma imagem com exemplos do diagrama tensão x deformação para diversos materiais e outro mostrando a região elástica desses materiais. Podemos ver que cada material tem sua região elástica, mas que em todos os casos ela é representada por uma reta.
Referências
CESAR, Paulo. Propriedades dos Materiais. Conteúdo da aula de propriedades de materiais, USP. Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/2663917/mod_resource/content/1/Aula%20-%20Propriedades%20dos%20Materiais%20-%20Paulo%20Cesar.pdf>. Acessado em: 10/01/2022.
BETENCOURT, Douglas. Tração, compressão e cisalhamento. Material da aula de Resistência de Material I, da PUC Goiás. Disponível em: <http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/material/PUC%20-%20REMA%20I%20-%2002%20-%20Tens%C3%B5es.pdf>. Acessado em: 10/01/2022.
RESPONDE AÍ. Propriedades Mecânicas e o Diagrama de Tensão-Deformação. Disponível em: <https://www.respondeai.com.br/conteudo/mecanica-e-resistencia-dos-materiais/tensao-e-deformacao/propriedades-mecanicas-e-o-diagrama-tensao-deformacao/1180>. Acessado em: 10/01/2022.