ثابت النابض هو مقدار القوة اللازمة لتغيير طول النابض بمقدار واحد. يُقاس بالنيوتن لكل متر (N/m) أو باوند لكل بوصة (lb/in).
تؤثر عدة عوامل على ثابت النابض، منها:
- مادة النابض: تتناسب صلابة النابض طردياً مع قوة الشد التي يمكن أن تتحملها المادة. على سبيل المثال، يكون النابض المصنوع من الفولاذ أكثر صلابة من النابض المصنوع من النحاس.
- قطر النابض: تتناسب صلابة النابض طردياً مع قطر النابض. على سبيل المثال، يكون النابض السميك أكثر صلابة من النابض الرفيع.
- طول النابض: تتناسب صلابة النابض عكسياً مع طول النابض. على سبيل المثال، يكون النابض القصير أكثر صلابة من النابض الطويل.
- شكل النابض: تؤثر طريقة ثني النابض على صلابته. على سبيل المثال، يكون النابض الحلزوني أكثر صلابة من النابض المستقيم.
بشكل عام، يمكن زيادة ثابت النابض عن طريق:
- استخدام مادة أكثر صلابة.
- زيادة قطر النابض.
- تقليل طول النابض.
- استخدام شكل أكثر صلابة.
يمكن تقليل ثابت النابض عن طريق:
- استخدام مادة أقل صلابة.
- تقليل قطر النابض.
- زيادة طول النابض.
- استخدام شكل أقل صلابة.
فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية تأثير العوامل المختلفة على ثابت النابض:
- المواد: يتمتع النابض المصنوع من الفولاذ بثابت نابض أعلى من النابض المصنوع من النحاس.
- القطر: يتمتع النابض ذي القطر الأكبر بثابت نابض أقل من النابض ذي القطر الأصغر.
- الطول: يتمتع النابض الأقصر بثابت نابض أعلى من النابض الأطول.
- الشكل: يتمتع النابض الحلزوني بثابت نابض أعلى من النابض المستقيم.
يستخدم ثابت النابض في العديد من التطبيقات، مثل:
- الساعات: تعتمد حركة الساعة على نوابض للحفاظ على دقة الوقت.
- المصاعد: يستخدم النابض لتخزين الطاقة المستخدمة لرفع المصعد.
- المقاعد الرياضية: يستخدم النابض لتوفير الراحة للركاب.
- السيارات: يستخدم النابض لامتصاص الصدمات الناتجة عن المطبات.
يمكن حساب ثابت النابض باستخدام المعادلة التالية:
<!----><!---->k = EA/L
<!---->يمكن أيضًا تحديد ثابت النابض تجريبياً عن طريق قياس القوة المطلوبة لتغيير طول النابض بمقدار معين.