PROPIEDADES FÍSICAS

Deformación: tipos, fórmulas y ejemplos

Distingue tracción, compresión y cizalladura, y aplica cada fórmula solo dentro de sus condiciones.

VER EJEMPLOS
Editorial Ejemplode 7 min Revisado editorialmente
Respuesta rápida

La deformación es un cambio de forma o tamaño. Es elástica si desaparece al retirar la carga y plástica si permanece. Las fórmulas de esfuerzo y la ley de Hooke solo deben usarse dentro de las condiciones para las que describen el material.

    Qué es la deformación

    Idea inicial: Estira suavemente una liga y recuperará su forma; estírala demasiado y puede quedar deformada o romperse. La carga aplicada y el límite del material determinan si la respuesta es elástica, plástica o termina en fractura.

    La deformación es el cambio de tamaño o forma de un cuerpo debido a fuerzas externas u otros cambios físicos. Para cuantificarla se distingue entre esfuerzo, que relaciona fuerza y área, y deformación unitaria, que compara el cambio geométrico con la dimensión inicial.

    Una respuesta puede ser elástica si el cuerpo recupera su forma, plástica si queda una deformación permanente o terminar en fractura. La proporcionalidad de la ley de Hooke solo es una aproximación dentro del tramo lineal.

    Comparación entre estado inicial, deformación elástica y deformación plástica.
    La recuperación de la forma distingue la respuesta elástica de la deformación plástica permanente.

    Conexiones de la familia

    Primero delimita el cuerpo físico que recibe la carga. Un cambio de volumen por presión o temperatura se compara con la expansibilidad.

    Fórmula principal

    Deformación unitaria longitudinalε = ΔL/L₀

    Compara el cambio de longitud con la longitud inicial y es adimensional.

    Magnitudes, símbolos y unidades

    MagnitudSímboloUnidadSímbolo de unidadNota
    Deformación unitariaεadimensional1Cambio relativo de longitud.
    Cambio de longitudΔLmetromL−L₀.
    Longitud inicialL₀metromDimensión antes de aplicar la carga.
    Esfuerzo normalσpascalPaFuerza normal por área.
    Módulo de YoungEpascalPaRelación σ/ε en el régimen lineal.

    Fórmulas derivadas

    Esfuerzo normal

    σ = F/A

    Procedencia: Fuerza normal distribuida sobre el área transversal.

    Cuándo usarla: Carga axial y esfuerzo medio.

    Módulo de Young

    E = σ/ε

    Procedencia: Relación entre esfuerzo y deformación unitaria.

    Cuándo usarla: Tramo lineal elástico.

    Resorte ideal

    |F| = k|x|

    Procedencia: Magnitudes de la ley de Hooke.

    Cuándo usarla: Resorte dentro de su rango lineal.

    Cómo resolver un problema de deformación

    1. Identifica la carga

      Decide si hay tracción, compresión, cizalladura o presión volumétrica.

    2. Anota la geometría inicial

      Registra L₀, área y demás dimensiones antes de cargar.

    3. Convierte unidades

      Trabaja con N, m, m² y Pa cuando corresponda.

    4. Elige la relación

      Usa ε, σ, E o la ley del resorte según los datos.

    5. Comprueba el régimen

      No extiendas una relación lineal más allá de su intervalo válido.

    6. Interpreta

      Indica si el cambio es relativo, reversible, permanente o cercano a fractura.

    10 ejemplos resueltos de deformación

    Cada solución avanza de la situación concreta a la interpretación del resultado. Comprueba los datos, las unidades y el sentido de la conclusión antes de continuar.

    1

    Deformación unitaria por tracción

    ε = 5,0 × 10⁻⁴, sin unidad

    Problema: Una barra de 2,00 m se alarga 1,0 mm bajo una carga. ¿Cuál es su deformación unitaria longitudinal?

    1. Datos: L₀ = 2,00 m; ΔL = 1,0 mm = 0,0010 m
    2. Principio: ε = ΔL/L₀
    3. Sustitución: ε = 0,0010 m/2,00 m
    4. Cálculo: ε = 0,00050
    5. Resultado: ε = 5,0 × 10⁻⁴, sin unidad
    6. Interpretación: La longitud aumentó un 0,05 %. La deformación unitaria es un cociente y no lleva unidad.
    2

    Resorte en régimen lineal

    La fuerza aplicada tiene magnitud 6,0 N

    Problema: Un resorte de constante k = 200 N/m se estira 3,0 cm. ¿Qué magnitud de fuerza se requiere si sigue la ley de Hooke?

    1. Datos: k = 200 N/m; x = 3,0 cm = 0,030 m
    2. Principio: F = k·x
    3. Sustitución: F = (200 N/m)(0,030 m)
    4. Cálculo: F = 6,0 N
    5. Resultado: La fuerza aplicada tiene magnitud 6,0 N
    6. Interpretación: El cálculo solo es válido mientras el resorte conserve una respuesta aproximadamente lineal.
    3

    Esfuerzo normal

    σ = 30 MPa

    Problema: Una fuerza axial de 12 000 N actúa sobre una sección de 4,0 × 10⁻⁴ m². ¿Qué esfuerzo normal produce?

    1. Datos: F = 12 000 N; A = 4,0 × 10⁻⁴ m²
    2. Principio: σ = F/A
    3. Sustitución: σ = 12 000 N/(4,0 × 10⁻⁴ m²)
    4. Cálculo: σ = 3,0 × 10⁷ N/m²
    5. Resultado: σ = 30 MPa
    6. Interpretación: El esfuerzo expresa fuerza por área; no es la fuerza total ni la deformación resultante.
    4

    Compresión de una pieza

    La deformación unitaria de compresión es 0,0040

    Problema: Una pieza de 50,0 mm se acorta 0,20 mm. ¿Cuál es la magnitud de su deformación unitaria de compresión?

    1. Datos: L₀ = 50,0 mm; |ΔL| = 0,20 mm
    2. Principio: |ε| = |ΔL|/L₀
    3. Sustitución: |ε| = 0,20 mm/50,0 mm
    4. Cálculo: |ε| = 0,0040
    5. Resultado: La deformación unitaria de compresión es 0,0040
    6. Interpretación: La pieza se acorta un 0,40 % respecto de su longitud inicial.
    5

    Elástica o plástica

    Primer caso elástico; segundo caso plástico

    Problema: Se dobla ligeramente una regla flexible y recupera su forma; después se fuerza más y queda curvada. ¿Qué ocurrió?

    1. Situación: La primera carga no deja cambio permanente; la segunda sí.
    2. Principio: Por debajo del límite elástico la recuperación es posible; por encima aparece deformación permanente.
    3. Qué se observa: Primer ensayo: retorno a la forma inicial. Segundo ensayo: forma residual al retirar la carga.
    4. Razonamiento: La ausencia o presencia de deformación residual distingue los dos comportamientos.
    5. Conclusión: Primer caso elástico; segundo caso plástico
    6. Interpretación: El material no cambia de categoría: cambia su respuesta según la carga y sus límites.
    6

    Cizalladura en un bloque

    La deformación es de cizalladura

    Problema: La base de un bloque permanece fija mientras su cara superior se desplaza lateralmente. ¿Qué tipo de deformación aparece?

    1. Situación: Las fuerzas actúan paralelas a las caras y en sentidos opuestos.
    2. Principio: Un esfuerzo tangencial produce deformación por cizalladura.
    3. Qué se observa: Las capas del material se desplazan unas respecto de otras.
    4. Razonamiento: No se trata principalmente de alargar o comprimir el bloque en dirección normal.
    5. Conclusión: La deformación es de cizalladura
    6. Interpretación: Tracción, compresión y cizalladura describen geometrías de carga diferentes.
    7

    Alargamiento desde la deformación

    ΔL = 0,004 m = 4 mm.

    Problema: Una barra de 2 m tiene deformación unitaria ε = 0,002. ¿Cuánto se alarga?

    1. Datos: L₀ = 2 m; ε = 0,002.
    2. Principio: ε = ΔL/L₀, por tanto ΔL = εL₀.
    3. Sustitución: ΔL = 0,002×2.
    4. Cálculo o razonamiento: 0,002×2 = 0,004 m.
    5. Resultado: ΔL = 0,004 m = 4 mm.
    6. Interpretación: Una deformación unitaria pequeña puede corresponder a varios milímetros en una pieza larga.
    8

    Módulo de Young

    E = 200 000 MPa = 200 GPa.

    Problema: Un material soporta un esfuerzo de 200 MPa y presenta ε = 0,001 en régimen elástico. ¿Cuál es su módulo de Young?

    1. Datos: σ = 200 MPa; ε = 0,001.
    2. Principio: E = σ/ε.
    3. Sustitución: E = 200 MPa/0,001.
    4. Cálculo o razonamiento: 200/0,001 = 200 000 MPa.
    5. Resultado: E = 200 000 MPa = 200 GPa.
    6. Interpretación: Un módulo grande indica que se requiere mucho esfuerzo para producir una deformación elástica pequeña.
    9

    Alargamiento de un cable

    ΔL = 0,002 m = 2 mm.

    Problema: Un cable de 2 m, área de 50 mm² y E = 200 GPa soporta 10 kN. ¿Cuánto se alarga en el modelo lineal?

    1. Datos: L = 2 m; A = 50×10⁻⁶ m²; F = 10 000 N; E = 200×10⁹ Pa.
    2. Principio: ΔL = FL/(AE).
    3. Sustitución: ΔL = (10 000×2)/[(50×10⁻⁶)(200×10⁹)].
    4. Cálculo o razonamiento: Numerador = 20 000; denominador = 10 000 000; cociente = 0,002.
    5. Resultado: ΔL = 0,002 m = 2 mm.
    6. Interpretación: El cálculo supone esfuerzo uniforme, material lineal y deformación dentro del límite elástico.
    10

    Compresión de una espuma

    ε = −0,30, es decir, −30 %.

    Problema: Una pieza de espuma de 10 cm se comprime hasta 7 cm. Calcula su deformación longitudinal con tracción positiva.

    1. Datos: L₀ = 10 cm; L = 7 cm; ΔL = −3 cm.
    2. Principio: ε = ΔL/L₀.
    3. Sustitución: ε = −3/10.
    4. Cálculo o razonamiento: −3/10 = −0,30.
    5. Resultado: ε = −0,30, es decir, −30 %.
    6. Interpretación: El signo negativo representa compresión; en deformaciones tan grandes el modelo lineal puede dejar de ser válido.

    Ahora te toca a ti

    Ejercicio 1

    L₀=1,5 m y ΔL=0,003 m. Calcula ε.

    Comprobar respuesta

    Respuesta: 0,002.

    0,003/1,5.

    Ejercicio 2

    F=500 N y A=0,010 m². Calcula σ.

    Comprobar respuesta

    Respuesta: 50 000 Pa.

    σ=F/A.

    Ejercicio 3

    k=80 N/m y x=0,050 m. Calcula |F|.

    Comprobar respuesta

    Respuesta: 4,0 N.

    |F|=kx.

    Ejercicio 4

    Un cuerpo recupera su forma al retirar la carga. ¿Qué respuesta mostró?

    Comprobar respuesta

    Respuesta: Elástica.

    No queda deformación permanente.

    Ejercicio 5

    ¿La ley de Hooke se aplica a cualquier carga?

    Comprobar respuesta

    Respuesta: No.

    Solo aproxima el comportamiento dentro del régimen lineal.

    Errores frecuentes

    Error: Llamar opresión a la carga que acorta una pieza.

    Corrección: Usa compresión.

    Es el término físico estándar frente a tracción.

    Error: Confundir esfuerzo con fuerza.

    Corrección: Divide la fuerza entre el área para obtener esfuerzo.

    El esfuerzo se expresa en Pa.

    Error: Dar unidad a ε.

    Corrección: Trátala como un cociente adimensional.

    Las unidades de ΔL y L₀ se cancelan.

    Error: Aplicar la ley de Hooke más allá del rango lineal.

    Corrección: Declara el régimen de validez.

    La relación deja de ser proporcional antes o al superar ciertos límites.

    Error: Creer que elástico significa que no se deforma.

    Corrección: Significa que recupera su forma al retirar la carga.

    Puede deformarse mucho y seguir siendo elástico.

    Test de 10 preguntas

    Pon a prueba lo aprendido

    Aciertos: 0/10

    Pregunta 1 de 10

    ε se calcula con:

    Preguntas frecuentes

    Recursos para seguir aprendiendo

    Fuentes y revisión editorial

    Cómo citar este artículo

    Editorial Ejemplode. (2026, 5 de agosto). Deformación: tipos, fórmulas y ejemplos. https://www.ejemplode.com/fisica/deformacion/

    Fuentes consultadas

    Responsable editorial

    Editorial Ejemplode

    Responsable de la selección, verificación y actualización del contenido, los ejemplos y las fuentes.

    Metodología editorial

    Revisión y actualización

    Última revisión editorial:

    Comprometidos con la calidadContenido útil, claro y actualizado.
    Contenido claro
    y comprensible
    Ejemplos útiles
    y aplicables
    Revisión periódica
    y actualizada
    Enfoque educativo
    y responsable