Hvad er Poissons forhold?

Poissons forhold omhandler den måde at strække eller komprimere et objekt i den ene retning får det til at komprimere eller strække sig i den anden retning. Forholdet måler omfanget af denne effekt i et bestemt stof. Dette kan variere betydeligt, og forholdet kan endda være negativt, normalt i menneskeskabte stoffer.

Den tekniske definition af Poissons forhold er "forholdet mellem tværgående sammentrækningsstamme og langsgående ekspansionsstamme." Dette lyder kompliceret, men beskriver en forholdsvis enkel effekt. For at forestille dig det, forestil dig et stykke gummi, såsom det, der bruges i et gummibånd. Når du strækker bandet, bliver det både smallere og længere. Forholdet mellem disse to ændringer er det, der måles ved Poissons forhold.

I virkeligheden gælder Poissons forhold i tre dimensioner. I gummibåndeksemplet falder tykkelsen af ​​det strakte bånd også - det er bare sværere at se. For at forestille dig effekten i tre dimensioner, forestil dig at tage et kæledyrlegetøj i form af en terning og SQueezing to modsatte sider. Terningen får kontrakt i retning mellem disse to sider, men udvides i de to andre retninger.

I de fleste tilfælde er Poissons forhold positivt, hvilket betyder, at et materiale strækker sig i en retning i større grad, end det sammentrækker i andre retninger. Der er et par forklaringer på dette ved hjælp af forskellige videnskabelige tilgange. En simpel forklaring er, at de fleste materialer er bedre i stand til at modstå komprimeringen end de skal modstå strækningen. En mere kompliceret forklaring er, at bindingerne mellem atomerne i strukturen bliver tilpasset under processen med strækning og komprimering.

I de fleste tilfælde vil et materiales Poisson -forhold variere mellem 0 og 0,5. Blandt almindelige materialer har gummi et Poisson -forhold meget tæt på 0,5, hvorimod stål har en af ​​0,3 og kork er meget tættere på 0. Dette er grunden til, at vinkorker er lavet af kork: detKan modstå trykket fra flaskens hals uden at strække sig lodret og fastklemme på plads.

Det er muligt at have et negativt Poisson -forhold. Materialer, der viser denne kvalitet, er kendt som auxetik. Med sådanne materialer vil det faktisk få dem til at udvide dem i en retning. Det er mistænkt, at levende knoglevæv er en auxetik, skønt dette er vanskeligt at bevise. Der er også flere menneskeskabte auxetiske stoffer, især de polymerer, der bruges i Gore-Tex vandtæt tøj.

Poissons forhold bruges på mere komplicerede måder inden for flere videnskabsområder. Når du bøjer et objekt i en retning, påvirker Poissons forhold, hvordan objektet kurver i den vinkelrette retning. Forholdet påvirker også den måde, hvorpå stressbølger bevæger sig gennem stoffer som rock, hvilket betyder, at det har nogle vigtige anvendelser i geologi.