שופיפיי

חֲדָשׁוֹת

IMG_20220627_104910

זכוכית היא חומר קשה ושביר. עם זאת, כל עוד היא מותכת בטמפרטורה גבוהה ולאחר מכן נמשכת במהירות דרך חורים קטנים לסיבים דקים מאוד, החומר גמיש מאוד. אותו הדבר לגבי זכוכית, מדוע זכוכית בלוק נפוצה קשה ושבירה, בעוד שזכוכית סיבית גמישה וגמישה? זה למעשה מוסבר היטב על ידי עקרונות גיאומטריים.

דמיינו כיפוף מקל (בהנחה שאין שבירה), וחלקים שונים של המקל יעוותו בדרגות שונות, ספציפית, הצד החיצוני נמתח, הצד הפנימי דחוס, וגודל הציר כמעט ולא משתנה. כאשר מכופפים באותה זווית, ככל שהמקל דק יותר, כך החלק החיצוני נמתח פחות והצד הפנימי דחוס פחות. במילים אחרות, ככל שהוא דק יותר, כך מידת העיוות המקומי במתיחה או דחיסה קטנה יותר עבור אותה מידת כיפוף. כל חומר יכול לעבור מידה מסוימת של עיוות רציף, אפילו זכוכית, אך חומרים שבירים יכולים לעמוד בעיוות מקסימלי נמוך יותר מחומרים רקיעים. כאשר סיבי הזכוכית דקים מספיק, גם אם מתרחשת מידה גדולה של כיפוף, מידת העיוות המקומי במתיחה או דחיסה קטנה מאוד, והיא בטווח הנשיאה של החומר, כך שהוא לא ישבר.

ניתן לראות כי קשיחותם ושבירותם של חומרים אינם מוחלטים. ביצועיו של חומר אינם קשורים רק להרכבו הפנימי ולמבנהו, אלא גם לקנה המידה שלו. בנוסף, הם קשורים גם לגורמים כמו אופן הפעלת הכוח. לדוגמה, חומרים רבים מתנהגים כנוזלים תחת השפעות חיצוניות איטיות מאוד, ומתנהגים כגופים קשיחים תחת השפעות חיצוניות מהירות. לכן, יש לקחת בחשבון גם את השימוש הספציפי או את התרחישים המושפעים בעת ניתוח תכונות החומר.

זמן פרסום: 04 יולי 2022