ظاهرة التمدد والتقلص

*مقـــــــــــــدمة :


ترتخي الأسلاك وتتدلى في أيام الصيف الحارة , وتحدودب خطوط السكك الحديدية , وتستعصي الأبواب فتحا وأغلاقا
كل هذه المشكلات سببها واحد هو :

ظاهرة التمدد والتقلص

فالمادة بمختلف أشكالها وأنواعها تتمدد بالحرارة وتتقلص بالبرودة
لكنه يتعذر رؤية هذا التمدد في الجوامد لضآلته , ومحدوديته ,,,, ويزداد هذا التعذر بزيادة كثافة المادة الصلبة
فمتر واحد من الفولاذ لايتجاوز تمدده جزء في المئة من المليمتر اذا ارتفعت درجة حرارته درجة مئوية واحدة

فهل ياترى تسبب هذه الظاهرة عقبة للمهندسين ؟؟؟

الجواب لاتمثل عقبة فحسب بل هي مشكلتهم الاساسية حتى وإن كان المقدار ضئيلا

ولو سألنا مهندسا ماسبب هذا التخوف , في أجزاء من المئات بل الآلاف من المليمترات ؟!!

لأقنعنا بأن هذا راجع الى قوة التمدد التي تحدث أجهادا كبيرا على جميع أجزاء الفولاذ إن لم يأخذ حريته في التمدد

وهو نفس الحال في جميع المواد إلا أنه يختلف في بعض الحالات كالغاز , إذ أن تمدده يولد ضغطا لو حصر




سنحاول صنع مقياس بسيط , يحسب لنا التمدد الطولي للأجسام الجامدة





** مكونات التجربة :

1- قطع خشبية تصنع على شكل " قاعدة + كرسيين " .

2- شموع

3- سلك نحاسي " وهو الأفضل "

4-سلك دقيق من الألمنيوم " الذي تعلق به الملابس "

5- ثقل

6- مزاز " شفاط العصير "





** خطوات التجربة :

أنظر للرسم في آخر الشرح


1- نقوم بقص القاعدة بحجم مناسب كما في الرسم , يكون طولها مناسب لطول السلك النحاسي

2- نقص قطعتين من الخشب , احدها بشكل منتظم وتثبت في بداية القاعدة , والأخرى بعتبة " بكرسي " , ونثبتها في نهاية القاعدة

3- نشكل بالفلين مقياس للتدريج , ونثبته في الكرسي الذي في نهاية القاعدة

4- نقص سلك من علاقة الملابس ونثقب به أسفل المزاز , ونسنده على الكرسي , ونقربه الى المقياس دون ملامسته

5- نثني السلك النحاسي من طرف واحد لنثبته في القطعة الأولى
ونجعله يمر فوق سلك علاقة الملابس , ثم نربط في طرفه الحر ثقل خفيف , كي نحدث أحتكاك بين السلكين

6- نضع الشموع على القاعدة بحيث تقع تحت السلك النحاسي مباشرة
ونبدأ بأشعالها

5- ننتظر لحظات , ماذا نلاحظ ؟؟




.



التفسير


نلاحظ أن المزاز يبدأ بالحركة , وهذا يدل على أن السلك تمدد

وكلما زاد وقت التسخين أو زادت الشموع , يزداد انحراف المزاز

إن مانشاهده هو ظاهرة فيزيائية

تسمى "