النوابض والمرونة

إذا ما سئلت عن مادة مرنة فمن المحتمل جدا أن يتجه تفكيرك إلى المطاط . فالرباط المطاطي يسهل شده بالمط ، وسرعان ما يستعيد وضعه السابق عند إفلاته . كذلك إذا ما ضغطت قطعة مطاط لجعلها أصغر حجما ، فأنها ترتد إلى حجمها الأصلي حالما يزول الضغط عنها . وهذان المثلان يوضحان ما نعنيه بالمرونة فالعلماء يعتبرون الجسم مرنا إذا كان بإمكانه استعادة حجمه وشكله الأصليين بسهولة بعد تغيرهما .

فالمطاط إذا مادة مرنة وكذلك الفولاذ والزجاج . أما الطين والمعاجين فأجسام لا مرنة أو غير مرنة لأنها لا تستعيد شكلها الأصلي بعد زوال المؤثر . وفلز الألمنيوم والنحاس أقل مرونة من الفولاذ والزجاج لكنهما أكثر مرونة من الطين والمعاجين المختلفة .

ولتغير حجم أي جسم يتوجب تسليط قوة عليه وكلما كبرت القوة المؤثرة كان تغير حجم الجسم أو شكله أعظم . فالقوة المسلطة على الرباط المطاطي تمطه وتزيد من طوله . انضغط قطعة المطاط يجعلها أصغر حجما بالانضغاط .

 كذلك بإمكانك حتى مسطرة خشبية بمقدار بسيط والحناية مزيج من الانضغاط والامتطاط .فالسطح العلوي للمسطرة الخشبية يمتط بينما ينضغط سطحها السفلي .

 وكانت خاصة المرونة في المواد موضع درس واستقصاء في القرن السابع عشر من قبل العالم الإنكليزي روبرت هوك ( 1635 – 1703 ) أحد كبار علماء العصر ، فبالإضافة إلى أبحاثه عن المرونة أجرى هوك أبحاثا في حقلي الضوء والفلك واشتهر بتصميم وصنع أجهزة علمية كثيرة كالمجهر والتلسكوب العاكس ، كما اخترع نابض  ( زنبرك ) الموازنة لضبط حركة الساعات الصغيرة .

هناك طريقة بسيطة لمعرفة مقدار مرونة الأجسام تعتمد على مدى ارتداد الجسم عند إسقاطه على سطح صلد ، فإذا ما أسقطت بلية أو ( كلة ) زجاجية على أرض قاسية فإنها ترتد إلى ارتفاع غير قليل . وكلما كانت سرعة الارتطام أكبر كان مدى الارتداد أعلى .

أما إذا أسقطت كرة من الطين اللدن ( البلاستين ) بحجم الكله فإنها لا ترتد أبداً ، بل تتفلطح فقط . والواقع أن شكل الكلة الساقطة يتشوه قليلاً ، لكنها لشدة مرونتها تستعيد شكلها الأصلي وترتد عالياً . والجدير بالملاحظة هنا أن الكلة لا ترتد إلى العلو الذي أسقطت منه لأن قسماً من طاقتها يفقد أثناء الارتداد.

تستخدم المواد المرنة لأغراض كثيرة ، فالخشب المرن أستخدم كثيراً قديماً ، و لا يزال يستخدم ، في صنع الأقواس لرمي السهام . كما تتخذ منه ألواح منصات الغطس في المسابح .

وللنوابض الفولاذية استعمالات عديدة أيضاً ، فهي تستخدم في الساعات المختلفة ، وفي الأسرة والكنبات ، وفي هياكل عربات السكك الحديدية والسيارات لتخميد الارتجاج وجعل السفر فيها مريحاً .

وتساعد مرونة الإطارات المعبأة بالهواء في السيارات أيضاً على تحقيق هذه الغاية ، فالهواء المضغوط فيها يجعلها مرنة جداً ، فعندما تمر السيارة فوق مطب تتشوه إطاراتها ، فتخمد الارتجاج ، لكنها سرعان ما تستعيد شكلها الأصلي لمرونتها .