Cuando una goma se estira dos veces su longitud inicial, ¿cuál es la tensión verdadera?

Digamos que la longitud original de la pieza de goma es [matemática] L_0 [/ matemática]. Entonces, el doble de esta longitud es [matemática] 2L_0 [/ matemática]. Hay dos formas de calcular la tensión resultante. Una es la cepa de ingeniería e , que se define como el cambio de longitud en relación con la longitud inicial:

[matemáticas] \ displaystyle e = \ frac {L-L_0} {L_0} [/ matemáticas]

La otra forma es la deformación verdadera [matemática] \ epsilon [/ matemática], donde el desplazamiento se refiere a la longitud del calibrador instantáneo en lugar de la longitud del calibrador original como con la deformación de ingeniería:

[matemáticas] \ displaystyle \ epsilon = ln \ frac {L} {L_0} [/ matemáticas]

La pregunta pregunta cuál es la verdadera tensión para un desplazamiento dos veces la longitud original. Por lo tanto, en la ecuación anterior para [math] \ epsilon [/ math] tome [math] L = 2L_0 [/ math]. Esto da [math] \ epsilon = ln (2) [/ math], o 0.69.

Por lo tanto, la respuesta a la pregunta es 0.69.

Por cierto, una ventaja de usar la deformación verdadera sobre la deformación de ingeniería es que la deformación verdadera caracteriza con precisión las deformaciones en compresión, mientras que la deformación de ingeniería no. Otra es que para tirar de una parte en incrementos, la deformación verdadera total es la suma de las deformaciones verdaderas incrementales, pero este no es el caso para la deformación de ingeniería.

Peter Hand no responde la pregunta; se refiere a la relación de extensión. Esta no es la cepa de ingeniería (lo que la mayoría de la gente usa cuando se refiere a la cepa), ni la cepa verdadera . Vea las capturas de pantalla a continuación para más detalles. Un PE podría perder su licencia y las personas podrían salir lastimadas si él o ella firman los cálculos que indican que la respuesta es 2.

La relación de extensión es 2 . [matemáticas] {\ lambda} = L / L_ {0} = 2L_ {0} / L_ {0} = 2 [/ matemáticas].

La cepa de ingeniería (también conocida como cepa) es 1 . [matemáticas] e = {\ Delta} L / L_ {0} = (2L_ {0} -L_ {0}) / L_ {0} = 1 [/ matemáticas]. No es 2 .

La verdadera cepa logarítmica es ln [2] .

[matemáticas] \ epsilon = ln [1 + e] = ln [1 + 1] = \ textbf {ln [2]} [/ matemáticas].

La verdadera tensión es exactamente 2 , ya que la definición de “tensión” es la relación entre la longitud estresada y la longitud relajada. O más formalmente,

Deformación (mecánica) – Wikipedia