Qual é a proporção de Poisson?

A razão de Poisson lida com a maneira como esticar ou comprimir um objeto em uma direção faz com que ela se comprima ou estique na outra direção. A proporção mede a extensão desse efeito em uma substância específica. Isso pode variar consideravelmente e a proporção pode até ser negativa, geralmente em substâncias artificiais.

A definição técnica da razão de Poisson é "a razão entre a tensão de contração transversal e a tensão de expansão longitudinal". Isso parece complicado, mas descreve um efeito bastante simples. Para imaginá-lo, imagine um pedaço de borracha, como o usado em um elástico. Quando você estica a banda, ela se torna mais estreita e mais longa. A relação entre essas duas mudanças é medida pela razão de Poisson.

Na realidade, a razão de Poisson se aplica em três dimensões. No exemplo do elástico, a espessura do elástico também diminui - é apenas mais difícil de ver. Para visualizar o efeito em três dimensões, imagine pegar um brinquedo de estimação na forma de um cubo e apertar dois lados opostos. O cubo terá contrato na direção entre esses dois lados, mas se expandirá nas outras duas direções.

Na maioria dos casos, a proporção de Poisson é positiva, o que significa que um material se estende em uma direção em maior grau do que se contrai em outras direções. Existem algumas explicações para isso, usando diferentes abordagens científicas. Uma explicação simples é que a maioria dos materiais consegue resistir melhor à compressão do que ao alongamento. Uma explicação mais complicada é que as ligações entre os átomos da estrutura se realinham durante o processo de alongamento e compressão.

Na maioria dos casos, a razão de Poisson de um material varia entre 0 e 0,5. Entre os materiais comuns, a borracha tem uma razão de Poisson muito próxima de 0,5, enquanto o aço tem um de 0,3 e a cortiça está muito mais próxima de 0. É por isso que as rolhas de vinho são feitas de cortiça: ela pode suportar a pressão do gargalo da garrafa sem esticando verticalmente e encravando no lugar.

É possível ter uma razão de Poisson negativa. Os materiais que exibem essa qualidade são conhecidos como auxéticos. Com esses materiais, esticá-los em uma direção fará com que eles se expandam em outras direções. Suspeita-se que o tecido ósseo vivo seja um auxético, embora isso seja difícil de provar. Existem também várias substâncias auxéticas feitas pelo homem, principalmente os polímeros usados ​​nas roupas impermeáveis ​​da Gore-Tex.

A razão de Poisson é usada de maneiras mais complicadas em vários campos da ciência. Quando você dobra um objeto em uma direção, a proporção de Poisson afeta a maneira como o objeto se curva na direção perpendicular. A proporção também afeta a maneira como as ondas de estresse viajam através de substâncias como a rocha, o que significa que tem alguns usos importantes na geologia.