Qual è il rapporto di Poisson?

Il rapporto di Poisson si occupa del modo in cui lo stretching o il comprimere un oggetto in una direzione fa comprimere o allungare nella direzione opposta. Il rapporto misura l'entità di questo effetto in una particolare sostanza. Ciò può variare considerevolmente e il rapporto può anche essere negativo, di solito nelle sostanze artificiali.

La definizione tecnica del rapporto di Poisson è "il rapporto tra deformazione di contrazione trasversale e deformazione di espansione longitudinale". Sembra complicato, ma descrive un effetto abbastanza semplice. Per immaginarlo, immagina un pezzo di gomma, come quello usato in un elastico. Quando allunghi la band, diventa sia più stretto che più a lungo. La relazione tra questi due cambiamenti è ciò che viene misurato dal rapporto di Poisson.

In realtà, il rapporto di Poisson si applica in tre dimensioni. Nell'esempio di elastico, anche lo spessore della fascia allungata diminuisce: è solo più difficile da vedere. Per immaginare l'effetto in tre dimensioni, immagina di prendere un giocattolo da compagnia a forma di cubo e sInsegnando due lati opposti. Il cubo avrà un contratto nella direzione tra questi due lati, ma si espanderà nelle altre due direzioni.

Nella maggior parte dei casi, il rapporto di Poisson è positivo, il che significa che un materiale si estende in una direzione in misura maggiore di quanto contrae in altre direzioni. Ci sono un paio di spiegazioni per questo, usando diversi approcci scientifici. Una semplice spiegazione è che la maggior parte dei materiali è in grado di resistere alla compressione di quanto non siano resistere allo stretching. Una spiegazione più complicata è che i legami tra gli atomi nella struttura vengono riallineati durante il processo di stretching e compressione.

Nella maggior parte dei casi, il rapporto Poisson di un materiale varrà tra 0 e 0,5. Tra i materiali comuni, la gomma ha un rapporto di Poisson molto vicino a 0,5, mentre l'acciaio ha uno di 0,3 e il sughero è molto più vicino a 0. Ecco perché i tappeti di vino sono fatti di sughero: essopuò resistere alla pressione dal collo della bottiglia senza allungare verticalmente e incepparsi in posizione.

È possibile avere un rapporto di Poisson negativo. I materiali che mostrano questa qualità sono noti come auxetics. Con tali materiali, allungarli in una direzione li farà effettivamente espandersi in altre direzioni. Si sospetta che il tessuto osseo vivente sia un auxetico, sebbene sia difficile da dimostrare. Esistono anche diverse sostanze auxetiche artificiali, in particolare i polimeri usati negli indumenti impermeabili Gore-Tex.

Il rapporto di

​​Poisson è usato in modi più complicati in diversi campi della scienza. Quando si piegano un oggetto in una direzione, il rapporto di Poisson influenza il modo in cui l'oggetto si curva nella direzione perpendicolare. Il rapporto influisce anche sul modo in cui le onde di stress viaggiano attraverso sostanze come la roccia, il che significa che ha alcuni usi importanti in geologia.