Hva er Poissons forhold?

Poissons forhold tar for seg måten å strekke seg eller komprimere et objekt i den ene retningen får det til å komprimere eller strekke seg i den andre retningen. Forholdet måler omfanget av denne effekten i et bestemt stoff. Dette kan variere betydelig, og forholdet kan til og med være negativt, vanligvis i menneskeskapte stoffer.

Den tekniske definisjonen av Poissons forhold er "forholdet mellom tverrgående sammentrekningsstamme og langsgående ekspansjonsstamme." Dette høres komplisert ut, men beskriver en ganske enkel effekt. For å forestille deg det, forestill deg et stykke gummi, for eksempel som brukes i et gummibånd. Når du strekker bandet, blir det både smalere og lengre. Forholdet mellom disse to endringene er det som måles etter Poissons forhold.

I virkeligheten gjelder Poissons forhold i tre dimensjoner. I gummibåndeksemplet reduseres også tykkelsen på det strakte båndet - det er bare vanskeligere å se. For å forestille meg effekten i tre dimensjoner, kan du tenke deg å ta et kjæledyrleketøy i form av en kube og sQueezing to motsatte sider. Kuben vil få kontrakt i retning mellom disse to sidene, men vil utvide seg i de to andre retningene.

I de fleste tilfeller er Poissons forhold positivt, noe som betyr at et materielt strekker seg i en retning i større grad enn det trekker seg sammen i andre retninger. Det er et par forklaringer på dette ved å bruke forskjellige vitenskapelige tilnærminger. En enkel forklaring er at de fleste materialer er bedre i stand til å motstå komprimeringen enn de er for å motstå strekkingen. En mer komplisert forklaring er at bindingene mellom atomene i strukturen blir tilpasset under prosessen med å strekke seg og komprimere.

I de fleste tilfeller vil et materials Poisson -forhold variere mellom 0 og 0,5. Blant vanlige materialer har gummi et Poisson -forhold veldig nær 0,5, mens stål har en av 0,3 og kork er mye nærmere 0. Dette er grunnen til at vinkorker er laget av kork: dettåler trykket fra nakken på flasken uten å strekke seg vertikalt og jamme på plass.

Det er mulig å ha et negativt Poisson -forhold. Materialer som viser denne kvaliteten er kjent som auxetics. Med slike materialer vil det å strekke dem i en retning faktisk føre til at de utvides i andre retninger. Det er mistenkt at levende beinvev er et auxetisk, selv om dette er vanskelig å bevise. Det er også flere menneskeskapte auxetiske stoffer, spesielt polymerene som brukes i vanntett klær fra Gore-Tex.

Poissons forhold brukes på mer kompliserte måter innen flere vitenskapsfelt. Når du bøyer et objekt i en retning, påvirker Poissons forhold hvordan objektet kurver i den vinkelrette retningen. Forholdet påvirker også måten stressbølger reiser gjennom stoffer som stein, noe som betyr at den har noen viktige bruksområder innen geologi.