Elasticidad, Ondas Sísmicas y Tipos de Ondas: Tema 2

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TEMA 2

A. Teoría de la elasticidad

Factores que controlan el comportamiento:

  1. Magnitud y orientación del esfuerzo aplicado
  2. Tiempo en adquirir la deformación
  • a. Medio plástico: respuesta no instantánea; la deformación no es proporcional a la fuerza; no recupera su forma original.
  • b. Medio anelástico: respuesta puede ser o no instantánea; inicialmente, la deformación no es proporcional a la fuerza; recupera su forma original.
  • c. Medio elástico: respuesta instantánea; deformación proporcional; recupera forma original.

Ley de Hooke: el alargamiento de un muelle es directamente proporcional al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre que no deforme permanentemente el muelle.

B. Módulos elásticos

  1. Módulo de Young: deformación longitudinal. La deformación extensional es proporcional al esfuerzo correspondiente.
  2. Dilatación
  3. Módulo de Bulk: dilatación proporcional al esfuerzo hidrostático aplicado.
  4. Módulo de cizalla
  5. Módulo axial: sin deformación lateral.
  6. Coeficiente de Poisson: constante elástica que da una medida del estrechamiento de sección de un prisma de material elástico lineal e isótropo cuando se estira longitudinalmente y se adelgaza perpendicularmente al estiramiento.

Relación Young/Poisson: constante de Lamé.

C. Excepciones

  1. Anisotropía: mantiene la superficie.
  2. Anelasticidad: rozamiento y deslizamiento entre granos, fases fluidas; astenosfera.
  3. Plasticidad: deformación a alta temperatura; astenosfera, manto profundo.
  4. Rotura: terremoto; cortez.

ONDAS SÍSMICAS

A. Parámetros

  1. Amplitud: máximo desplazamiento desde la posición estacionaria.
  2. Periodo: intervalo de tiempo regular en el que se repite la amplitud de la perturbación.
  3. Longitud de onda: distancia regular a la que se repite la perturbación a lo largo del medio en un instante dado.
  4. Frecuencia: número de veces que se repite la amplitud por segundo.
  5. Número de onda: = a 2π/longitud.
  6. Frecuencia angular: 2π/periodo.
  7. Velocidad de fase: longitud de onda x frecuencia.
  8. Velocidad de grupo: con la que se transporta la energía; es función de la frecuencia.

TIPOS DE ONDAS SÍSMICAS

A. Ondas internas:

Se propagan por el interior de la Tierra y son de 2 tipos:

  1. Ondas P o compresivas: las más rápidas; se propagan mediante deformaciones compresivas y extensivas uniaxiales en la dirección de propagación de la onda; el movimiento de las partículas es una oscilación sobre un punto fijo.
  2. Ondas S o de cizalla: las segundas en llegar; la dirección de propagación es transversal a la de vibración; se dan con cambio de forma pero sin cambios de volumen; el movimiento de las partículas es una oscilación sobre un punto fijo en un plano perpendicular a la dirección de viaje de las ondas; no se transmiten en fluidos.

B. Ondas superficiales:

Se transmiten debido a que el medio presenta una superficie libre; se aprecian únicamente cerca de la superficie; su velocidad de propagación es menor que la de las ondas S y es función de su frecuencia; son dispersivas.

  1. Rayleigh: movimiento de las partículas elíptico en un plano perpendicular a la superficie que contiene la dirección de propagación; sentido del movimiento contrario al de propagación; tienen mucha velocidad.
  2. Love: ondas polarizadas con un movimiento de las partículas polarizado en un plano paralelo a la superficie libre y perpendicular a la dirección de movimiento.

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