ما هي نسبة بواسون؟
نسبة بواسون (\(\nu\)، وتُلفظ "نو") هي خاصية أساسية من خواص المواد تصف كيفية تشوّه المادة في الاتجاه العمودي على اتجاه الحمل المسلّط عليها. فعندما تشدّ قضيبًا فإنه يطول (انفعال محوري) لكنه يصبح أيضًا أنحف (انفعال جانبي). ونسبة بواسون هي القيمة السالبة لنسبة هذين الانفعالين إلى بعضهما، وهي كمية بلا وحدات. تبلغ قيمتها في معظم المعادن الهندسية نحو 0.3، بينما تقترب في المطاط من 0.5 (أي غير قابل للانضغاط تقريبًا)، وتقترب من الصفر في الفلين.
كيفية استخدام هذه الحاسبة
أدخل الانفعال الجانبي (العرضي) والانفعال المحوري (الطولي). والانفعال هو مقدار التغيّر في الطول مقسومًا على الطول الأصلي في كل اتجاه. تحت تأثير الشدّ يكون الانفعال المحوري موجبًا بينما يكون الانفعال الجانبي سالبًا، وهو ما يعطي نسبة بواسون موجبة. وتُظهر الحاسبة القيمة عديمة الوحدات على الفور.
شرح المعادلة
المعادلة هي $$\nu = -\frac{\text{الانفعال الجانبي}}{\text{الانفعال المحوري}}$$ وتضمن الإشارة السالبة أن تكون النتيجة موجبة في المواد العادية التي ينتج عن شدّها انكماش جانبي. أما المواد التي تكون نسبة بواسون فيها سالبة (أي التي تتمدد عرضيًا عند شدّها) فتُسمى المواد الأوكسيتية (auxetic).
مثال محلول
قضيب فولاذي يتعرّض للشدّ فينتج عنه انفعال محوري قدره 0.01 وانفعال جانبي قدره −0.0025. عندئذٍ تكون $$\nu = -\frac{-0.0025}{0.01} = \frac{0.0025}{0.01} = 0.25$$ وهذه قيمة نموذجية للعديد من أنواع الفولاذ.
الأسئلة الشائعة
ما هو المجال النظري لنسبة بواسون؟ بالنسبة للمواد المتماثلة الخواص (الأيزوتروبية) تتراوح القيمة بين −1.0 و0.5.
لماذا تكون النتيجة سالبة أحيانًا؟ إذا أدخلت انفعالات بإشارات لا تتوافق مع اختبار شدّ أو ضغط عادي، فقد تحصل على نسبة سالبة — كما أن المواد الأوكسيتية تتمتع فعلًا بقيم سالبة.
هل يمكنني استخدام النسب المئوية؟ نعم، ما دام كلا الانفعالين يستخدم الوحدة نفسها؛ فالنسبة عديمة الوحدات وبالتالي تُلغى الوحدات.
