Resolución de problemas sobre estrés y deformación

El estrés es una magnitud que describe la magnitud de una fuerza que causa deformación, generalmente definida como la fuerza interna por unidad de área. Cuando las fuerzas tiran de un objeto y causan su elongación, como estirar una banda elástica, se llama estrés de tracción. Cuando las fuerzas causan la compresión de un objeto, se conoce como estrés de compresión. Cuando un objeto está siendo apretado uniformemente desde todos los lados, como un submarino en las profundidades del océano, llamamos a este tipo de estrésolumétrico (o estrés de volumen). En otras situaciones, las fuerzas actuantes pueden no ser ni de tracción ni de compresión y aún así producir una deformación notable. Por ejemplo, supongamos que tienes un libro sujetado firmemente entre las palmas de tus manos. Luego, con una mano, tiras de la portada hacia ti, mientras que con la otra mano tiras de la contraportada hacia ti. En este caso, cuando las fuerzas deformantes actúan tangencialmente a la superficie de un objeto, se conocen como fuerzas de corte y el estrés que causan se llama estrés de corte.

Los conceptos de estrés y deformación cortante son preocupaciones en objetos sólidos o materiales. Los edificios y las placas tectónicas son objetos que pueden estar sometidos a esfuerzos cortantes.

La deformación cortante ocurre cuando se aplican dos fuerzas antiparalelas de igual magnitud tangencialmente a las superficies opuestas de un objeto sólido, lo que no causa ninguna deformación en la dirección transversal a la línea de fuerza. La deformación cortante se caracteriza por un desplazamiento gradual de capas con respecto a otras en la dirección tangencial a las fuerzas actuantes. Esta gradación ocurre en alguna distancia dentro del objeto.

La deformación cortante se define por la relación el mayor desplazamiento a la distancia transversal. El mayor desplazamiento ocurre en la dirección paralela a las fuerzas aplicadas. Es causada por el estrés de corte, que ocurre debido a fuerzas que actúan paralelas a la superficie. El módulo de corte se define por la relación de estrés a deformación.