Cara Menghitung Rasio Poisson

Insinyur sering perlu mengamati bagaimana objek yang berbeda merespon kekuatan atau tekanan dalam situasi dunia nyata. Salah satu pengamatan tersebut adalah bagaimana panjang suatu benda mengembang atau menyusut di bawah penerapan gaya.

Fenomena fisik ini dikenal sebagai regangan dan didefinisikan sebagai perubahan panjang dibagi dengan panjang total.rasio Poissonmengkuantifikasi perubahan panjang sepanjang dua arah ortogonal selama penerapan gaya. Besaran ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus sederhana.

rasio Poissonadalah rasio regangan kontraksi relatif (yaitu, regangan melintang, lateral atau radial)tegak lurusbeban yang diterapkan pada regangan ekstensi relatif (yaitu, regangan aksial)ke arahbeban yang diterapkan. Rasio Poisson dapat dinyatakan sebagai

di mana = rasio Poisson, .untuk = regangan transversal (m/m, atau ft/ft) danaku = regangan longitudinal atau aksial (sekali lagi m/m atau ft/ft).

Pikirkan tentang bagaimana sebuah gaya memberikan regangan di sepanjang dua arah ortogonal suatu benda. Ketika sebuah gaya diterapkan pada suatu benda, itu akan lebih pendek di sepanjang arah gaya (membujur) tetapi menjadi lebih panjang di sepanjang arah ortogonal (melintang). Misalnya, ketika sebuah mobil melewati jembatan, itu menerapkan gaya ke balok baja penyangga vertikal jembatan. Ini berarti bahwa balok menjadi sedikit lebih pendek karena dikompresi dalam arah vertikal tetapi menjadi sedikit lebih tebal dalam arah horizontal.

Hitung regangan longitudinal,aku, dengan menggunakan rumus

\epsilon_l=-\frac{dL}{L}

di mana dL adalah perubahan panjang sepanjang arah gaya, dan L adalah panjang awal sepanjang arah gaya. Mengikuti contoh jembatan, jika balok baja yang menopang jembatan tingginya kira-kira 100 meter, dan perubahan panjangnya 0,01 meter, maka regangan longitudinalnya adalah

\epsilon_l=-\frac{0.01}{100}=-0.0001

Karena regangan adalah panjang dibagi panjang, maka besaran tidak berdimensi dan tidak memiliki satuan. Perhatikan bahwa tanda minus digunakan dalam perubahan panjang ini, karena balok semakin pendek 0,01 meter.

Hitung regangan transversal,untuk, dengan menggunakan rumus

\epsilon_t=\frac{dL_t}{L_t}

dimana dLuntuk adalah perubahan panjang sepanjang arah ortogonal terhadap gaya, dan Luntuk adalah panjang ortogonal awal terhadap gaya. Mengikuti contoh jembatan, jika balok baja memuai kira-kira 0,0000025 meter dalam arah melintang dan lebar aslinya 0,1 meter, maka regangan melintang adalah

\epsilon_t=\frac{0.0000025}{0.1}=0.000025

Tuliskan rumus rasio Poisson.Sekali lagi, perhatikan bahwa rasio Poisson membagi dua besaran tak berdimensi, dan karena itu hasilnya tak berdimensi dan tidak memiliki satuan. Melanjutkan contoh mobil melewati jembatan dan pengaruhnya pada balok baja pendukung, rasio Poisson dalam hal ini adalah

\mu = -\frac{0,000025}{-0,0001}=0,25

Ini mendekati nilai tabulasi 0,265 untuk baja tuang.

Sebagian besar bahan bangunan sehari-hari memiliki dalam kisaran 0 hingga 0,50. Karet dekat dengan high end; timbal dan tanah liat keduanya di atas 0,40. Baja cenderung mendekati 0,30 dan turunan besi masih lebih rendah, di kisaran 0,20 hingga 0,30. Semakin rendah angkanya, semakin tidak cocok untuk "meregangkan" kekuatan bahan yang dimaksud.

  • Bagikan
instagram viewer