La deformación es la razón de estiramiento
Tira de una barra y se estira un poco. Llama a esa longitud extra ΔL. Pero si se estiró 1 mm, ¿es mucho? En una regla de 10 cm es enorme; en un puente de 100 m es casi nada. Un estiramiento solo significa algo comparado con la longitud original. Esa razón, ΔL dividido por L, es la deformación. Borra la longitud y deja solo cuánto se estiró respecto a sí misma. Por eso la deformación no tiene unidades, y suele ser muy pequeña. La deformación por deslizamiento se mide con un ángulo en vez de una razón de longitudes. Una vez que emparejas esta deformación con el esfuerzo, cada fórmula de las próximas lecciones se abre.
Primero, mira el estiramiento por sí solo. Arrastra P para tirar de la barra, y crece más allá de su extremo original. El contorno punteado es la longitud original L, y la parte que sobresale es ΔL, el alargamiento. Cuanto más fuerte tiras, mayor es ΔL. Por ahora, fíjate en que este ΔL es una longitud absoluta: una distancia real que puedes medir en milímetros. Pero solo con ese número no puedes decir si la barra se estiró mucho o apenas nada. Falta la referencia con la cual comparar.
Esa referencia que faltaba es justo la longitud original. Divide ΔL por L y obtienes cuánto se estiró respecto a sí misma. Esto es la deformación, ε = ΔLL. Arrastra ΔL y mira cómo ε cambia como fracción, como porcentaje y como microdeformación, todo a la vez. Son el mismo número. La clave: dividir una longitud por una longitud no deja unidades. Es adimensional. Así que la deformación te dice, de forma justa y sin importar el tamaño de la barra, cuánto se estiró el material. Mida 1 m o 1 km, el mismo ε significa el mismo estiramiento proporcional.
Fija esta diferencia con dos barras. Dale a una barra corta A y a una más larga B la misma deformación ε. Arrastra ε: ambas se estiran en la misma razón, y sin embargo sus alargamientos ΔL difieren. La larga B se estira más. Como ΔL = ε · L, una barra más larga recibe un estiramiento absoluto mayor para la misma razón. Así que juzgar solo por ΔL te engaña. ¿Qué es más peligroso, un puente que creció 30 cm o un perno que creció 3 mm? No puedes saberlo sin la longitud. La deformación elimina esta trampa, porque si un material está cerca de su límite lo dice ε, no ΔL.
Estirarse no es el único tipo de deformación. También está el cortante que viste en A1, el deslizamiento a lo largo de una cara. Este no se puede medir con una razón de longitudes, porque nada se alarga; en cambio la forma se inclina. Así que la deformación cortante se mide con un ángulo. Arrastra γ para empujar el elemento cuadrado. El ángulo recto, antes limpio, se desvía de los 90 grados. Esa inclinación es la deformación cortante γ, normalmente en radianes. Si la deformación normal ε es la razón de estiramiento, la cortante γ es cuánto se ha derrumbado el ángulo recto. Ambas son deformación, pero una se capta como cambio de longitud, la otra como cambio de ángulo.
Por último, una intuición del tamaño. Las deformaciones reales son sorprendentemente pequeñas. Cuando el acero aguanta en su rango elástico, ε es de unos 0.001, es decir, alrededor del 0.1 por ciento. Una barra de 1 m estirándose 1 mm. Es tan pequeño que el estiramiento es casi invisible a simple vista. Tienes que arrastrar la magnificación M hacia arriba antes de poder verlo. Esta pequeñez es en realidad un gran regalo. Como la deformación es diminuta, puedes calcular con las dimensiones originales, y descartar los engorrosos términos de orden superior vuelve lineal cada ecuación. Las fórmulas de la mecánica de materiales son proporciones limpias precisamente porque las deformaciones que tratamos son así de pequeñas.