Stress & Strain Calculator

Calculate stress, strain, and Young's modulus

Stress & Strain

Enter force, area, and change in length

Formula
Stress = F/A, Strain = dL/L0, E = Stress/Strain

O que é a Análise Tensão-Deformação?

A análise tensão-deformação descreve como os materiais se deformam sob cargas aplicadas. A tensão (σ) é a força interna por unidade de área dentro de um material, medida em Pascals (Pa). A deformação (ε) é a deformação fracional — quanto o material se estica ou comprime em relação ao seu comprimento original.

A relação entre tensão e deformação na região elástica define o módulo de Young (E), uma propriedade fundamental do material. Engenheiros usam esses dados para selecionar materiais, projetar estruturas e prever pontos de falha em pontes, implantes médicos e muito mais.

Como Usar a Calculadora

  1. Insira a força aplicada em Newtons (N) e a área da seção transversal em metros quadrados (m²).
  2. Insira o comprimento original e a variação de comprimento para calcular a deformação.
  3. Clique em Calcular para obter tensão (Pa), deformação e módulo de Young.
  4. Compare os resultados com os limites do material para verificar a integridade estrutural.

Fórmula e Explicação

Tensão: σ = F / A (Pa) Deformação: ε = ΔL / L₀ (adimensional) Módulo de Young: E = σ / ε (Pa) σ = tensão (Pa) F = força (N) A = área da seção transversal (m²) ε = deformação ΔL = variação de comprimento (m) L₀ = comprimento original (m)

O módulo de Young só é válido na região elástica (linear) da curva tensão-deformação. Além do ponto de escoamento, ocorre deformação plástica.

Exemplos Resolvidos

Barra de Aço sob Tração

Uma barra de aço de 10 mm de diâmetro (A ≈ 7,85×10⁻⁵ m²) é puxada com 5000 N. σ ≈ 63,7 MPa. Se estica 0,03 mm em 1 m, ε = 3×10⁻⁵ e E ≈ 212 GPa — compatível com o valor conhecido do aço.

Esticamento de uma Faixa Elástica

Uma tira de borracha (A = 4×10⁻⁶ m², L₀ = 0,1 m) estica 0,02 m sob 0,8 N. σ = 200.000 Pa, ε = 0,2, E = 1 MPa. O baixo módulo da borracha explica sua alta flexibilidade.

Coluna de Concreto

Uma coluna de concreto (A = 0,04 m²) suporta 800 kN. σ = 20 MPa. Com 0,1 mm de encurtamento em 2 m, ε = 5×10⁻⁵ e E ≈ 400 GPa — dentro do intervalo normal do concreto.

Perguntas Frequentes

Qual é a diferença entre tensão e pressão?▾
Pressão é uma força externa por unidade de área sobre a superfície de um corpo. Tensão é a resistência interna desenvolvida pelo material em resposta a essa carga. Ambas compartilham unidades (Pa), mas descrevem fenômenos diferentes.
O que é o ponto de escoamento?▾
O ponto de escoamento é a tensão em que um material começa a se deformar plasticamente. Abaixo dele, a deformação é elástica (reversível); acima, é permanente. Para o aço estrutural, geralmente fica entre 250–550 MPa.
O que é resistência máxima à tração?▾
A resistência máxima à tração (RMT) é a tensão máxima que um material pode suportar antes de fraturar. Aparece no pico da curva tensão-deformação de engenharia, sempre acima do ponto de escoamento.
Por que o módulo de Young é importante?▾
O módulo de Young indica a rigidez de um material. O aço (≈200 GPa) deforma muito menos que a borracha (≈0,01 GPa) sob a mesma tensão. Governa a deflexão em vigas, as vibrações em estruturas e a espessura de filmes finos.
O que é o coeficiente de Poisson?▾
O coeficiente de Poisson (ν) descreve quanto um material se contrai lateralmente quando esticado axialmente. Para a maioria dos metais, ν ≈ 0,25–0,35. Um valor de 0,5 indica material incompressível (como borracha). É necessário para análise de tensão 3D completa.