อัตราส่วนปัวซองคืออะไร?

อัตราส่วนของปัวซองนั้นเกี่ยวข้องกับวิธีการยืดหรือบีบอัดวัตถุในทิศทางเดียวทำให้มันบีบอัดหรือยืดในทิศทางอื่น อัตราส่วนวัดขอบเขตของผลกระทบนี้ในสารเฉพาะ สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากและอัตราส่วนก็อาจเป็นลบได้โดยปกติในสารที่มนุษย์สร้างขึ้น

คำจำกัดความทางเทคนิคของอัตราส่วนของปัวซองคือ“ อัตราส่วนของความเครียดการหดตัวตามขวางต่อความเครียดการขยายตัวตามแนวยาว” สิ่งนี้ฟังดูซับซ้อน แต่อธิบายถึงผลกระทบที่ค่อนข้างง่าย ลองนึกภาพชิ้นส่วนของยางเช่นที่ใช้ในแถบยาง เมื่อคุณยืดวงดนตรีมันจะแคบและยาวขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงทั้งสองนี้คือสิ่งที่วัดโดยอัตราส่วนของปัวซอง

ในความเป็นจริงอัตราส่วนของปัวซองนั้นมีสามมิติ ในตัวอย่างยางรัดความหนาของแถบยางยืดก็ลดลง - มันยากที่จะมองเห็น เพื่อจินตนาการถึงเอฟเฟกต์ในสามมิติลองนึกภาพการเล่นของเล่นสัตว์เลี้ยงในรูปของลูกบาศก์และบีบสองด้านที่ตรงกันข้าม คิวบ์จะได้รับสัญญาในทิศทางระหว่างทั้งสองด้าน แต่จะขยายในอีกสองทิศทาง

ในกรณีส่วนใหญ่อัตราส่วนของปัวซองนั้นเป็นบวกซึ่งหมายถึงวัสดุที่ยืดออกไปในทิศทางเดียวโดยมีระดับที่มากกว่าที่มันหดตัวในทิศทางอื่น มีคำอธิบายสองสามข้อสำหรับเรื่องนี้โดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่แตกต่างกัน คำอธิบายง่ายๆคือวัสดุส่วนใหญ่สามารถต้านทานแรงอัดได้ดีกว่าการยืดตัว คำอธิบายที่ซับซ้อนมากขึ้นคือการเชื่อมโยงระหว่างอะตอมในโครงสร้างกลายเป็นแนวใหม่ในระหว่างกระบวนการยืดและบีบอัด

ในกรณีส่วนใหญ่อัตราส่วนปัวซองของวัสดุจะอยู่ในช่วงระหว่าง 0 ถึง 0.5 ในบรรดาวัสดุทั่วไปยางมีอัตราส่วนปัวซองใกล้มากถึง 0.5 ในขณะที่เหล็กมีหนึ่งใน 0.3 และไม้ก๊อกอยู่ใกล้กับ 0 นี่คือเหตุผลที่ทำให้จุกไวน์ทำจากไม้ก๊อก: มันสามารถทนต่อแรงกดดันจากคอขวดโดยไม่ต้อง ยืดในแนวตั้งและติดขัดในที่

เป็นไปได้ที่จะมีอัตราส่วนปัวซองลบ วัสดุที่แสดงคุณภาพนี้เรียกว่า auxetics ด้วยวัสดุดังกล่าวการยืดออกไปในทิศทางเดียวจะทำให้ขยายในทิศทางอื่น เป็นที่น่าสงสัยว่าเนื้อเยื่อกระดูกที่มีชีวิตเป็นสิ่งที่ดี แต่สิ่งนี้พิสูจน์ได้ยาก นอกจากนี้ยังมีสารช่วยเสริมที่มนุษย์สร้างขึ้นหลายชนิดโดยเฉพาะโพลิเมอร์ที่ใช้ในเสื้อผ้ากันน้ำของ Gore-Tex

อัตราส่วนของปัวซองนั้นถูกใช้ในรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้นในหลายสาขาวิทยาศาสตร์ เมื่อคุณงอวัตถุในทิศทางเดียวอัตราส่วนของปัวซองจะส่งผลต่อวิธีที่วัตถุโค้งในทิศทางตั้งฉาก อัตราส่วนนี้ยังส่งผลต่อวิธีที่คลื่นความเค้นเดินทางผ่านสสารเช่นหินซึ่งหมายความว่ามันมีประโยชน์บางอย่างในทางธรณีวิทยา