ما هي خصائص المادة المرنة

بواسطة: - آخر تحديث: ١٢:٣٥ ، ٢٩ أبريل ٢٠٢٠
ما هي خصائص المادة المرنة

مفهوم المادة

يمكن تعريف المادة على أنها أي مجموعة تحتوي على ذرات وجزيئات معًا وتكوّن اللبنة الأساسية له، وتُشكّل المادة الأساس لجميع الظواهر الطبيعية بالإضافة إلى الطاقة، وباختلاف درجات الحرارة والضغط وغيرها من الظروف تظهر المادة بأشكال مختلفة؛ فقد تكون المادة في الحالة الصلبة أو الحالة السائلة أو الحالة الغازية اعتمادًا على الخصائص الكيميائية والروابط التي تجمع بين ذراتها أو جزيئاتها معًا، وهناك حالة أخرى من حالات المادة وهي البلازما والتي يمكن تعريفها بأنها غازات مؤينة عند درجات الحرارة العالية جدًا، وتخضع جميع حالات المادة إلى قوانين الفيزياء والكيمياء المختلفة مثل قانون القصور الذاتي، وفي هذا المقال سيتم الإجابة عن سؤال ما هي خصائص المادة المرنة.[١]

ما هي خصائص المادة المرنة

قبل البدء بالإجابة عن سؤال ما هي خصائص المادة المرنة لا بد من التعرًف على ماهية المادة المرنة، ويمكن تعريفها على أنها أي مادة لها القدرة على استعادة شكلها الأصلي وحجمها بعد تطبيق قوة خارجية معينة عليها مثل التشويه والإجهاد والانفعال والتي تتسبّب في تغيير أبعادها، وهي من الخصائص الكيميائية للمادة، ويوجد للمادة المرنة حد يُسمى حد المرونة الذي إن تجاوزته المادة فلن تستطيع العودة إلى شكلها الأصلي، وهذا ما ينص عليه قانون هوك، فالعالم الإنجليزي روبرت هوك أول من درس سلوك المواد المرنة وربطها مع بعض الحسابات الرياضية واكتشف قانونه المعروف باسمه، ومن أبرز خصائص المادة المرنة ما يأتي[٢]:

  • المواد المرنة تعمل على توازن القوتين الموجودتين داخل جزيئاتها وهما قوة الجذب وقوة الصد عند تعرّضها لقوة خارجية مثل قوة الشد، وبذلك تُساعد المادة على استرجاع الشكل الأصلي لها دون أي تغيير، وهو ما يُسمى بالتشوه المرن.
  • للمواد المرنة القدرة على التمدد بمقدار معين وهو ما يُسمى بالسلاسة strain؛ أي التغيير في أبعاد المادة، ويمكن حسابه عن طريق معرفة *القوة المطبّقة وقسمتها على الطول الأصلي للمادة.
  • القوة المطبّقة على المادة تُسمى الإجهاد، ويمكن حسابها بمعرفة مقدار القوة وقسمته على مساحة المنطقة التي تعرّضت للقوة أو للإجهاد.
  • قدرة المواد المرنة على الإنحناء أو الثني تختلف باختلاف المادة المرنة، وقد درس العالم يونغ ذلك وقام بوضع ثابت يونغ الذي من المهم معرفته من قِبل مهندسين البناء للتنبوء بسلوك مواد البناء تحت الضغط، فالنحاس مثلَا ينحني أكثر من الرصاص.
  • عند تجاوز القوة المطبقة على المادة حد المرونة فإنها تدخل في مرحلة تُسمى تشوه البلاستيك ولا تعود المادة لوضعها الأصلي أبدًا.

أمثلة على المواد المرنة

هناك العديد من المواد المرنة التي تتميز بخصائص المادة المرنة والتي تُوجد إما في الطبيعة أو يتم تصنيعها لتكون مواد مرنة وذلك لسهولة استخدامها وتشكيلها في ما بعد في مختلف المجالات، والتي تخضع للعديد من الاختبارات مثل اختبار الإنحناء أو اختبار المعامل قبل تصنيفها، ومن أبرز الأمثلة على المواد المرنة ما يأتي[٣]:

  • المطاط الطبيعي.
  • النوابض.
  • ألياف البولي رامايد مثل الكيفيلار.
  • الفولاذ بدرجاتة المختلفة.
  • الألياف الزجاجية.
  • الألياف الكربونية.
  • إطارات الدراجات.
  • الجلود ذات الخاصية المطاطية.
  • اللدائن المصنّعة مثل البلاستيك.
  • بعض أنواع الخشب القابل للثني.
  • المطاط الصناعي.
  • النايلون.

المراجع[+]

  1. "Matter", www.britannica.com, Retrieved 29/04/2020. Edited.
  2. "ELASTICITY CONCEPT", www.encyclopedia.com, Retrieved 29/04/2020. Edited.
  3. "What are some strong yet flexible materials?", www.quora.com, Retrieved 29/04/2020. Edited.