ポアソン比とは何ですか？

ポアソン比は、オブジェクトをある方向に伸縮させる方法によって、オブジェクトを他の方向に圧縮または伸縮させる方法を扱います。 比率は、特定の物質におけるこの影響の程度を測定します。 これはかなり変化する可能性があり、通常は人工物質ではその比率はマイナスになることさえあります。

ポアソン比の技術的定義は「横方向収縮ひずみと縦方向伸長ひずみの比」です。これは複雑に聞こえますが、かなり単純な効果を説明しています。 それを想像するために、輪ゴムで使用されるようなゴムの一部を想像してください。 バンドを引き伸ばすと、幅が狭くなり長くなります。 これら2つの変化の関係は、ポアソン比によって測定されます。

実際には、ポアソン比は3次元で適用されます。 ラバーバンドの例では、伸ばされたバンドの厚さも減少します。見づらいだけです。 3次元で効果を想像するには、立方体の形をしたペットのおもちゃを取り、反対側の2つの面を絞るのを想像してください。 立方体は、これらの2つの側面の間の方向に収縮しますが、他の2つの方向に拡張します。

ほとんどの場合、ポアソン比は正であり、材料が他の方向に収縮するよりも一方向に大きく伸びることを意味します。 これには、さまざまな科学的アプローチを使用したいくつかの説明があります。 簡単な説明は、ほとんどの材料は伸張に抵抗するよりも圧縮に抵抗する能力が高いということです。 より複雑な説明は、構造内の原子間の結合が、伸張および圧縮のプロセス中に再配列されることです。

ほとんどの場合、材料のポアソン比は0〜0.5の範囲になります。 一般的な材料の中で、ゴムのポアソン比は0.5に非常に近いのに対し、スチールは0.3であり、コルクは0に非常に近いです。これが、ワインコルクがコルクでできている理由です：ボトルの首からの圧力に耐えることができます垂直方向に伸びて所定の位置でジャミング。

負のポアソン比を持つことは可能です。 この品質を示す材料は、オーセティックと呼ばれます。 そのような材料では、それらを一方向に引き伸ばすと、実際には他の方向に膨張します。 証明することは困難ですが、生きている骨組織は肥大性であると疑われています。 また、いくつかの人工のオーセチック物質、特にゴアテックス防水服に使用されるポリマーがあります。

ポアソン比は、いくつかの科学分野でより複雑な方法で使用されます。 オブジェクトを一方向に曲げると、ポアソン比はオブジェクトが垂直方向に湾曲する方法に影響します。 この比率は、岩石などの物質を通る応力波の移動方法にも影響を与えるため、地質学で重要な用途があります。