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Il vetro è un materiale duro e fragile. Tuttavia, se fuso ad alta temperatura e poi rapidamente estruso attraverso piccoli fori in finissime fibre di vetro, il materiale diventa molto flessibile. Come mai il vetro comune, in blocchi, è duro e fragile, mentre il vetro fibroso è flessibile e malleabile? Questo fenomeno trova una spiegazione nei principi geometrici.

Immaginate di piegare un bastoncino (supponendo che non si rompa): diverse parti del bastoncino si deformeranno in misura diversa, nello specifico, la parte esterna si allungherà, quella interna si comprimerà, mentre la dimensione dell'asse rimarrà pressoché invariata. A parità di angolo di piegatura, più il bastoncino è sottile, minore sarà l'allungamento della parte esterna e minore la compressione di quella interna. In altre parole, più è sottile, minore sarà il grado di deformazione locale a trazione o compressione per lo stesso grado di piegatura. Qualsiasi materiale può subire un certo grado di deformazione continua, persino il vetro, ma i materiali fragili possono sopportare una deformazione massima inferiore rispetto ai materiali duttili. Quando la fibra di vetro è sufficientemente sottile, anche in caso di piegatura di grande entità, il grado di deformazione locale a trazione o compressione è molto piccolo, rientrando quindi nel limite di resistenza del materiale, pertanto non si romperà.

Si può notare che la tenacità e la fragilità dei materiali non sono assolute. Le prestazioni di un materiale non dipendono solo dalla sua composizione e struttura interna, ma anche dalle sue dimensioni. Inoltre, sono correlate anche a fattori come la modalità di applicazione della forza. Ad esempio, molti materiali si comportano come fluidi sotto l'azione di forze esterne molto lente e come corpi rigidi sotto l'azione di forze esterne rapide. Pertanto, nell'analisi delle proprietà dei materiali, è necessario considerare anche l'utilizzo specifico o gli scenari di applicazione.

Data di pubblicazione: 4 luglio 2022