¿Qué es la calculadora de alargamiento?
Esta calculadora de alargamiento determina cuánto se estira (o se acorta) un elemento estructural recto a lo largo de su eje cuando soporta una fuerza axial. Aplica la ley de Hooke para una barra prismática uniforme dentro del régimen elástico, un resultado universal que se utiliza en ingeniería mecánica, civil y estructural en todo el mundo.
La fórmula
El alargamiento axial se obtiene mediante:
$$\Delta L = \frac{\text{Force }F \cdot \text{Length }L}{\text{Area }A \cdot \text{Modulus }E}$$
donde F es la fuerza axial aplicada (newtons), L es la longitud inicial (metros), A es el área de la sección transversal (metros cuadrados) y E es el módulo de Young (pascales). La calculadora también ofrece la deformación unitaria \(\varepsilon = \Delta L / L\) y la tensión axial \(\sigma = F / A\).
Cómo utilizarla
Introduce la fuerza, la longitud inicial, el área de la sección transversal y el módulo de Young del material, todo en unidades del SI coherentes. El resultado devuelve el alargamiento en metros y milímetros, además de la deformación unitaria y la tensión. Mantén las cargas dentro del límite elástico del material: esta fórmula lineal solo es válida por debajo del punto de fluencia.
Ejemplo resuelto
Una barra de acero (\(E = 200\ \text{GPa} = 2\times10^{11}\ \text{Pa}\)) de 2 m de longitud y sección de 0,0001 m² (100 mm²) soporta una carga de tracción de 10 000 N. Entonces $$\Delta L = \frac{10000 \times 2}{0{,}0001 \times 2\times10^{11}} = \frac{20000}{20\,000\,000} = 0{,}001\ \text{m} = 1\ \text{mm}.$$ La deformación unitaria es \(0{,}001 / 2 = 0{,}0005\) y la tensión es \(10000 / 0{,}0001 = 100\,000\,000\ \text{Pa}\) (100 MPa).
Preguntas frecuentes
¿Sirve también para compresión? Sí: utiliza la misma fórmula con una fuerza de compresión; \(\Delta L\) pasa a ser un acortamiento, siempre que el elemento no sufra pandeo.
¿Qué unidades debo usar? Emplea el SI: fuerza en N, longitud y área en m y m², y módulo en Pa. Mezclar unidades (por ejemplo, mm con m) dará resultados erróneos.
¿El resultado es siempre exacto? La fórmula supone un elemento uniforme, lineal y elástico, cargado por debajo de su límite de fluencia. Más allá del límite elástico la respuesta es no lineal y esta calculadora deja de ser aplicable.
