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Cette distribution de charges produit un champ électrique dans le domaine fermé lequel nous nous positionnons pour notre étude. L'équation de Maxwell-Gauss devient donc \( div\vec{E} = \dfrac{\rho(x, y)}{\epsilon_0} \). Dans cette équation, remplaçons \( \vec{E} \) par son expression en fonction du potentiel V, nous obtenons \( -div(\vec{grad}V) = \dfrac{\rho(x, y)}{\epsilon_0} \) ou, ce qui revient au même \( div \:\vec{grad}V = -\dfrac{\rho}{\epsilon_0} \). C'est l'équation de Poisson, au encore appelée par les physiciens l'équation de Maxwell-Gauss, sous sa forme locale. Dans la pratique, on utilise une autre notation, en employant l'opérateur laplacien et qui s'exprime par \( \Delta \: V = div(\vec{grad}V)\). Notre équation de Poisson s'écrit donc \( \Delta \: V = -\dfrac{\rho(x, y)}{\epsilon_0} \). Rappels mathématiques, compléments d'électrostatique et magnétostatique - Équation de Poisson. Son expression en coordonnées cartésiennes Dans la suite de cette page, pour simplifier, nous nous placerons dans un plan. Dans ce plan, le laplacien d'un potentiel scalaire V, comme le potentiel électrique, s'exprime par \( \Delta V = \dfrac{\partial^2V}{\partial x^2} + \dfrac{\partial^2V}{\partial y^2} \).

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C'est l'idée essentielle qui sous-tend la sommation d'Ewald. Interprétation géométrique [ modifier | modifier le code] Définitions [ modifier | modifier le code] Le cercle, ou tore T à une dimension, est une courbe compacte qui peut se représenter comme l' espace quotient de la droite euclidienne ℝ par un sous-groupe discret a ℤ du groupe des isométries:.

Cette relation met en évidence le fait que ne peut être inférieur à -1, sinon son module de cisaillement serait négatif (il serait sollicité en traction dès qu'on le comprimerait! ). Cas d'un stratifié (isotrope transverse) [ modifier | modifier le code] Un coefficient secondaire de Poisson est alors défini par la relation suivante: où et sont les modules de Young des matériaux et est le coefficient secondaire de Poisson. Cas des matériaux naturels [ modifier | modifier le code] Le coefficient de Poisson peut être calculé à partir de l'allongement longitudinal et du rétrécissement transversal, mesurés directement. L'équation de Poisson. Pour les matériaux très rigides il peut être plus commode de mesurer la vitesse de propagation des ondes P et des ondes S et d'en déduire le coefficient de Poisson, grâce à la relation:. Corps simples [ modifier | modifier le code] La plupart des corps simples à l' état solide ont un coefficient de Poisson compris entre 0, 2 et 0, 4. Sur 64 de ces corps simples [ 1], 6 seulement ont un coefficient supérieur à 0, 4 ( Si: 0, 422; Au: 0, 424; Pb: 0, 442; Mo: 0, 458; Cs: 0, 460; Tl: 0, 468), et 4 un coefficient inférieur à 0, 2 ( Ru: 0, 188; Eu: 0, 139; Be: 0, 121; U: 0, 095); aucun n'est auxétique.

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↑ n: nombre d'oxydes pris en compte dans la régression linéaire. Silicates [ modifier | modifier le code] Le coefficient de Poisson des 301 silicates testés en 2018 (9 cyclosilicates, 43 inosilicates, 219 nésosilicates, 5 phyllosilicates et 25 tectosilicates) [ 1] varie entre 0, 080 pour le quartz [ b] et 0, 365 pour le zircon. Si l'on excepte ces deux extrêmes, ν varie entre 0, 200 et 0, 350 (moyenne: 0, 261; écart-type: 0, 030).

Les valeurs expérimentales obtenues pour un matériau quelconque sont souvent voisines de 0, 3. Formule de poisson physique de la. Relations [ modifier | modifier le code] Cas d'un matériau isotrope [ modifier | modifier le code] Le changement de volume ΔV / V dû à la contraction du matériau peut être donné par la formule (uniquement valable pour de petites déformations): Démonstration Soit un cube constitué d'un matériau isotrope d'un volume initial, et de volume final. Où La relation entre les deux est donc:, soit en développant: L'hypothèse de petites déformations permet de négliger les termes du second ordre, on obtient alors: en divisant cette relation par le volume initial: Le module d'élasticité isostatique () est lié au Module de Young () par le coefficient de Poisson () au travers de la relation: Cette relation montre que doit rester inférieur à ½ pour que le module d'élasticité isostatique reste positif. On note également les valeurs particulières de ν: pour ν = 1/3 on a K = E. pour ν → 0, 5 on a K → ∞ incompressibilité (cas du caoutchouc, par exemple) Avec le module de Young () exprimé en fonction du module de cisaillement () et de:.

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La discrétisation de l'équation Nous allons discrétiser notre équation en réalisant un développement de Taylor d'ordre de nos deux dérivées partielles.

L'équation de Poisson devient \( \dfrac{\partial^2V}{\partial x^2} + \dfrac{\partial^2V}{\partial y^2} = -\dfrac{\rho(x, y)}{\epsilon_0} \). C'est cette équation que nous allons résoudre numériquement. Vous constaterez qu'il s'agit d'une équation elliptique, avec des conditions de Dirichlet, qui se résoud analytiquement assez simplement par la méthode de la séparation des variables. Ici, nous allons la résoudre numériquement avec la méthode de Gauss-Seidel déjà vue par ailleurs. Résolution numérique de l'équation de Poisson La physique du problème Soit deux charges, +Q et -Q, disposées sur une surface fermée vide dont les bords sont maintenus à un potentiel constant nul. Le problème consiste à calculer le potentiel créé sur cette surface par notre distribution de charges. La discrétisation de l'équation de Poisson 2D La discrétisation de l'espace Comme pour l'équation de Laplace, nous allons utiliser les méthodes aux différences finies, que j'ai abordé dans cette page. Formule de poisson physique nucléaire. Dans notre cas, cela revient à mailler le plan sur lequel nous voulons résoudre l'équation de Poisson, par une grille dont les mailles sont très petites, de forme rectangulaires ou carrée, de dimension \( \Delta x\) et \( \Delta y\).