Shopify

أخبار

IMG_20220627_104910

الزجاج مادة صلبة وهشة. مع ذلك، إذا صُهر في درجة حرارة عالية ثم سُحب بسرعة عبر ثقوب صغيرة ليتحول إلى ألياف زجاجية دقيقة للغاية، يصبح مرنًا جدًا. لكن لماذا يكون الزجاج الصلب صلبًا وهشًا، بينما يكون الزجاج الليفي مرنًا؟ في الواقع، يُفسر هذا الأمر جيدًا بالمبادئ الهندسية.

تخيل ثني عصا (بافتراض عدم انكسارها)، ستتشوه أجزاء العصا المختلفة بدرجات متفاوتة، حيث يتمدد الجانب الخارجي وينضغط الجانب الداخلي، بينما يبقى قطرها ثابتًا تقريبًا. عند ثنيها بنفس الزاوية، كلما كانت العصا أرق، قلّ تمدد الجانب الخارجي وانضغاط الجانب الداخلي. بعبارة أخرى، كلما كانت أرق، قلّت درجة التشوه الموضعي الناتج عن الشد أو الضغط لنفس درجة الانحناء. يمكن لأي مادة أن تخضع لدرجة معينة من التشوه المستمر، حتى الزجاج، لكن المواد الهشة تتحمل تشوهًا أقصى أقل من المواد المطيلية. عندما تكون ألياف الزجاج رقيقة بما يكفي، حتى في حالة حدوث انحناء كبير، تكون درجة التشوه الموضعي الناتج عن الشد أو الضغط صغيرة جدًا، وتقع ضمن نطاق تحمل المادة، لذا لن تنكسر.

يتضح أن صلابة المواد وهشاشتها ليستا صفتين مطلقتين. فأداء المادة لا يرتبط فقط بتركيبها الداخلي وبنيتها، بل أيضاً بحجمها. إضافةً إلى ذلك، يرتبط أيضاً بعوامل أخرى كطريقة تعرضها للقوة. فعلى سبيل المثال، تتصرف العديد من المواد كسوائل تحت تأثير قوى خارجية بطيئة جداً، وكأجسام صلبة تحت تأثير قوى خارجية سريعة. لذا، يجب مراعاة الاستخدام المحدد أو الظروف المتأثرة عند تحليل خصائص المواد.

تاريخ النشر: 4 يوليو 2022