Les ingénieurs doivent souvent observer comment différents objets réagissent aux forces ou aux pressions dans des situations réelles. Une telle observation est comment la longueur d'un objet se dilate ou se contracte sous l'application d'une force. Ce phénomène physique est connu sous le nom de déformation et est défini comme le changement de longueur divisé par la longueur totale. Le coefficient de Poisson quantifie le changement de longueur selon deux directions orthogonales lors de l'application d'une force. Cette quantité peut être calculée en utilisant une formule simple.
Pensez à la façon dont une force exerce une contrainte le long de deux directions orthogonales d'un objet. Lorsqu'une force est appliquée à un objet, elle devient plus courte le long de la direction de la force (longitudinale) mais devient plus longue le long de la direction orthogonale (transversale). Par exemple, lorsqu'une voiture roule sur un pont, elle applique une force aux poutres d'acier verticales du pont. Cela signifie que les poutres sont un peu plus courtes car elles sont comprimées dans le sens vertical, mais un peu plus épaisses dans le sens horizontal.
Calculez la déformation longitudinale, El, en utilisant la formule El = dL /L, où dL est le changement de longueur le long de la direction de la force, et L est la longueur d'origine le long de la direction de la force. Suivant l'exemple du pont, si une poutre d'acier supportant le pont mesure environ 100 mètres de haut et que la longueur varie de 0,01 mètre, la déformation longitudinale est El = -0,01 /100 = -0,0001. Parce que la contrainte est une longueur divisée par une longueur, la quantité est sans dimension et n'a pas d'unités. Notez qu'un signe moins est utilisé dans ce changement de longueur, car le faisceau devient plus court de 0,01 mètre.
Calculez la déformation transversale, Et, en utilisant la formule Et = dLt /Lt, où dLt est le changement dans longueur le long de la direction orthogonale à la force, et Lt est la longueur d'origine orthogonale à la force. Suivant l'exemple du pont, si la poutre d'acier se dilate d'environ 0,0000025 mètres dans la direction transversale et que sa largeur d'origine était de 0,1 mètre, alors la déformation transversale est Et = 0,0000025 /0,1 = 0,000025.
Écrivez la formule pour Ratio de Poisson: U = -Et /El. Encore une fois, notez que le coefficient de Poisson divise deux quantités sans dimension, et par conséquent le résultat est sans dimension et n'a pas d'unités. Poursuivant l'exemple d'une voiture passant sur un pont et l'effet sur les poutres d'acier de support, le coefficient de Poisson dans ce cas est U = - (0.000025 /-0.0001) = 0.25. Ceci est proche de la valeur tabulée de 0,265 pour l'acier coulé.
