Coeficient de Poisson i la seva relació amb el Mòdul de Young

Què és el coeficient de Poisson?

El coeficient de Poisson (\(\nu\)) és una constant elàstica que mesura la relació entre les deformacions transversals i longitudinals en un material elàstic lineal i isòtrop. Es defineix com:

$$ \nu = -\frac{\varepsilon_{\text{transversal}}}{\varepsilon_{\text{longitudinal}}} $$

Això significa que quan un material s'estira en una direcció (longitudinal), tendeix a contraure's en les direccions perpendiculars (transversals).

Mòdul de Young

El mòdul de Young (\(E\)) és una mesura de la rigidesa d'un material. Representa la relació entre la tensió (\(\sigma\)) i la deformació uniaxial (\(\varepsilon\)) dins del rang elàstic del material:

$$ E = \frac{\sigma}{\varepsilon} $$

Relació entre el coeficient de Poisson i el mòdul de Young

En materials elàstics isotrops, el coeficient de Poisson (\(\nu\)) està relacionat amb el mòdul de Young (\(E\)) i el mòdul de cisallament (\(G\)) mitjançant l'expressió següent:

$$ G = \frac{E}{2(1 + \nu)} $$

A més, també està relacionat amb el mòdul volumètric (\(K\)) com:

$$ K = \frac{E}{3(1 - 2\nu)} $$

Valors típics del coeficient de Poisson

Aplicacions pràctiques

Aquests conceptes són essencials per al disseny d'estructures mecàniques, ja que permeten predir com es deformarà un material sota càrregues aplicades. Per exemple: