¿Cuál es la diferencia entre flexibilidad y elasticidad?

La flexibilidad y la elasticidad son dos cosas diferentes. Por ejemplo, el caucho es principalmente material elástico y flexible (dúctil), mientras que el vidrio (a temperatura ambiente) también es elástico pero rígido (quebradizo). La flexibilidad de un material es un carácter relacionado con la propiedad de tenacidad del material, no con su elasticidad; Es la resistencia contra la carga de impacto. Por lo tanto, un material elástico puede ser muy resistente (dúctil) o quebradizo. Podemos decir que la elasticidad es la resistencia del material contra la deformación, mientras que la ductilidad está relacionada con la cantidad de energía que el material puede absorber durante la deformación. El vidrio es mucho más rígido y más elástico que el caucho, pero se rompe más fácilmente con mucha menos energía. El caucho es más resistente que el vidrio pero menos rígido.

Para los materiales A y B en la pregunta: El material A con un alto módulo elástico se deforma mucho menos que el material B con un módulo más pequeño. Debido a que B se deforma con mucha menos fuerza (tensión), podemos decir que es más flexible que A.

Tomemos un ejemplo simple de una barra bajo fuerza axial.

La elasticidad ( E ) se define como la relación de tensión ( σ ) y deformación ( δ ) o cambio en la tensión por unidad de deformación. Por lo tanto:

E = σ / δ o σ = E δ (Eq-1)

La rigidez ( k ) se define como la Fuerza ( F ) requerida para producir la deformación de la unidad ( δ ). Por lo tanto:

k = F / δ (Eq-2)

Ahora sabemos que el estrés es la fuerza por unidad de área ( A ). Por lo tanto:

σ = F / A o F = σ A (Eq-3)

Sustituyendo lo anterior (Eq-3) en la ecuación de rigidez (Eq-2) obtenemos:

k = σ A / δ

Sustituyendo el estrés de la ecuación 1, obtenemos:

k = E δ A / δ = EA

La flexibilidad ( f ) es la inversa de la rigidez. Por lo tanto:

f = 1 / k que da

f = 1 / EA

Esta es la relación entre flexibilidad y elasticidad.

Si la rigidez puede entenderse como resistencia a la deformación bajo carga, la flexibilidad puede entenderse como la capacidad de deformarse bajo carga. Si bien la elasticidad puede entenderse como la capacidad de recuperar la forma original después de eliminar la carga.

No estoy seguro de que esté comparando los términos correctos: ¿quiere decir flexibilidad relacionada con la adaptación a fuerzas externas o flexión, que es una deformación de los objetos bajo carga? Si un objeto se flexiona, no tiene que ser elástico ya que la deformación puede ser permanente, como doblar una varilla de metal suave. La elasticidad se relaciona con la memoria de los objetos y su deseo de volver a su posición / forma original antes de que se aplicara la carga. Algunos objetos que exhiben elasticidad pueden tener esa característica eliminada mediante el recocido, la aplicación de calor, lo que provoca la eliminación de tensiones internas. Esto es tan común en la carpintería como la metalurgia, por ejemplo

La elasticidad en la mecánica estructural significa que el material responde elásticamente a una carga aplicada y cuando se retira la carga, vuelve a su forma original. La flexibilidad está menos definida, pero significa que el material responderá a la carga al deformarse sin fracturarse, pero no necesariamente volverá completamente a su forma original. El módulo de elasticidad a la tracción se define por E = Pl / Ae, donde P es la carga de tracción aplicada, l es la longitud de la muestra en la dirección de carga, A es el área de la sección transversal y e es el alargamiento. El módulo está en unidades de tensión. Un módulo más alto es un material más rígido. En unidades psi, por ejemplo, el acero es de aproximadamente 30 millones, mientras que el aluminio es de aproximadamente 10 millones.

No. Un material no tiene que ser elástico para ser flexible.

Las varillas de fibra de vidrio son flexibles. Las gomas son elásticas.