ヤング率 $E = 200 \text{ GPa}$、体積弾性係数 $K = 170 \text{ GPa}$の材料のポアソン比 $\nu$ を求める問題です。

応用数学物理弾性ヤング率体積弾性係数ポアソン比数式
2025/6/12

1. 問題の内容

ヤング率 E=200 GPaE = 200 \text{ GPa}、体積弾性係数 K=170 GPaK = 170 \text{ GPa}の材料のポアソン比 ν\nu を求める問題です。

2. 解き方の手順

ヤング率 EE、体積弾性係数 KK、ポアソン比 ν\nu の間には以下の関係式があります。
E=3K(12ν)E = 3K(1 - 2\nu)
この式を ν\nu について解きます。
まず、両辺を 3K3K で割ります。
E3K=12ν\frac{E}{3K} = 1 - 2\nu
次に、2ν2\nu を左辺に、E3K\frac{E}{3K} を右辺に移項します。
2ν=1E3K2\nu = 1 - \frac{E}{3K}
両辺を2で割ると、
ν=12(1E3K)\nu = \frac{1}{2} \left(1 - \frac{E}{3K}\right)
ここで、与えられた値を代入します。E=200 GPaE = 200 \text{ GPa}K=170 GPaK = 170 \text{ GPa} です。
ν=12(12003×170)\nu = \frac{1}{2} \left(1 - \frac{200}{3 \times 170}\right)
ν=12(1200510)\nu = \frac{1}{2} \left(1 - \frac{200}{510}\right)
ν=12(12051)\nu = \frac{1}{2} \left(1 - \frac{20}{51}\right)
ν=12(512051)\nu = \frac{1}{2} \left(\frac{51 - 20}{51}\right)
ν=12(3151)\nu = \frac{1}{2} \left(\frac{31}{51}\right)
ν=311020.3039\nu = \frac{31}{102} \approx 0.3039

3. 最終的な答え

ν0.30\nu \approx 0.30

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