Tensão e tensão de cisalhamento

O que é a tensão e tensão de cisalhamento?

Este texto tem como finalidade ajudar a entender estes dois conceitos de forma simples e, assim, introduzir estes conceitos em análises de materiais em cursos mais avançados como o de engenharia mecânica. Vamos tomar cuidado para não confundirmos o termo tensão, utilizado neste texto, com o termo tensão elétrica que é utilizado no conteúdo de eletricidade. Para saber o que é tensão elétrica clique aqui.

Tensão

A tensão que nos referimos ao estudar a resistência dos materiais é a tensão mecânica, e se refere à distribuição de forças por unidade de área em torno de um ponto dentro de um corpo material. A tensão aqui citada é uma medida da intensidade das forças internas agindo entre as partículas de uma seção transversal no interior de um corpo. Estas forças surgem em reação às forças externas aplicadas ao corpo.

Como a tensão é definida por força/área possui a mesma unidade de medita (SI) que a pressão, ou seja, o pascal (símbolo Pa).

1 Pa = 1 N/m2 ( newton por metro quadrado )

1 Pa = 0,1 Kgf/m2 ( 0,10197 quilograma-força por metro quadrado )

Tensão de cisalhamento

A tensão de cisalhamento ou tensão tangencial é um tipo de tensão gerada por forças aplicadas em sentidos opostos, porem em direções semelhantes no material analisado.

Observe a imagem abaixo:

Neste caso surgem forças internas atuando na seção T chamadas forças cortantes. A distribuição das tensões de cisalhamento não pode ser assumida como uniforme já que esta distribuição varia de zero na superfície da barra até um valor máximo no centro do corpo.

Corte de materiais por cisalhamento:

Podemos realizar o corte por cisalhamento colocando uma chapa ou material a ser cortado entre duas facas de corte. A faca inferior é fixa e a superior é dotada de movimento ascendente/descendente. O esforço cortante é produzido pelo movimento descendente da faca superior que, ao penetrar no material a ser cortado, cria uma zona de deformação e o corte por cisalhamento.

Lendo a explicação sobre corte você lembrou-se de algum objeto que utilizamos no dia-a-dia?

Sim, a tesoura é um aparelho que utiliza a tensão de cisalhamento para realizar o corte:

A tesoura é constituída por duas lâminas articuladas. As lâminas, que podem ou não ser muito afiadas, cortam o material através da ação de tensão de cisalhamento, aplicadas utilizando o principio de alavanca. Sendo assim, a tesoura é tanto mais eficaz quanto mais próximo o objeto a ser cortado estiver da articulação.