اثر قوة الاحتكاك على حركة الاجسام

هو التباطؤ من السرعة .

الاحتكاك هو القوة التي حين تقاوم الحركة عندما يتلامس سطح جسم ما مع سطح جسم آخر فيتم الحد من الصفة الميكانيكية للآلة منخلال الاحتكاك ، أو بمعنى أخر يتم الحد من نسبة المخرجات إلى المدخلات نتيجة للاحتكاك وقد تستخدم السيارة ربع طاقتها للحد من الاحتكاك لكن ومع هذا، فإن الاحتكاك أيضًا بالإطارات هو الذي يعطي للسيارة بالبقاء في الطريق والاحتكاك بالقابض الذي يجعل من الممكن القيادة، بدايةً من أعواد الثقاب إلى الآلات إلى الهياكل الجزيئية كما يعد الاحتكاك أحد أهم الظواهر في العالم المادي. [1]

بعض العوامل التي تؤثر على قوة الاحتكاك

تتأثر هذه القوى بصورة رئيسية بنسيج السطح ومقدار القوة التي تدفعها سوياً.
تتأثر بزاوية الكائن وموضعه على مقدار قوة الاحتكاك.
إذا تم وضع جسم مسطحًا على جسم معين، فستكون قوة الاحتكاك تساوي لوزن الجسم.
في حالة تم دفع جسم ما على السطح فتزيد قوة الاحتكاك وتصبح أكثر من وزن الجسم.

أنواع قوى الاحتكاك هي

الاحتكاك الجاف
احتكاك السوائل

الاحتكاك يعتبر القوة التي تتنافس مع الحركة بين أي أسطح بالقاعدة الملامسة وقد يحدث الاحتكاك الساكن والحركي والانزلاق والمتداول بين الأسطح الصلبة وقد يحدث احتكاك السوائل في السوائل والغازات.

1. الاحتكاك الجاف

الاحتكاك الجاف يعتبر هو القوة التي تتنافس مع سطح صلب ينزلق مع سطح صلب آخر، دائمًا ما يتعارض الاحتكاك الجاف مع الأسطح التي تنزلق على مقربة من بعضها البعض ويصبح أن يكون لها تأثير أي حركة معاكسة أو تؤدي لحركة في الأجسام، الأكثر استعمال للاحتكاك الجاف هو احتكاك الكولوم كما يمكن تقسيم هذا النوع من الاحتكاك إلى احتكاك ثابت واحتكاك حركي في حالة أولاً ، تخيل صندوقًا على سطح فيتم تطبيق قوة دفع موازية للسطح ويتم زيادتها ببطء وتؤثر أيضًا قوة الجاذبية والقوة العادية وقوة الاحتكاك على الصندوق.[2]

الاحتكاك الساكن:

خلال المشي فقد تمارس الحركة الخلفية لأقدامنا ضغطًا على الطريق بينما تتحرك القدم الأخرى إلى الأمام هنا ينتج الاحتكاك الساكن حين ينزلق قماشان على بعضهما البعض.

الاحتكاك الحركي:

في حالة الاحتكاك الحركي فسيكون كمية قوة الاحتكاك المناوئة للحركة هي ذات معامل الاحتكاك الحركي مضروبًا في القوة العادية بين الصندوق والسطح.

الاحتكاك المتداول:

الاحتكاك المتدحرج يعتبر أحد أنواع الاحتكاك الحركي أو الديناميكي ، والذي يدخل في قيد التنفيذ حين يتدحرج جسم على الآخر فعلى سبيل المثال أنه حين يتدحرج قرص دائري أو عجلة أو حلقة أو كرة على السطح ، فإن القوة التي تعارض حركتها هي الاحتكاك المتداول.

انزلاق الاحتكاك:

حين ينزلق جسم على الآخر ، فإن القوة المعاكسة التي تدخل قيد التنفيذ هي الاحتكاك المنزلق فيعتبر احتكاك انزلاقهو إنزلاق توضيحي.

2. احتكاك السوائل

قد يحدث احتكاك السوائل ما بين طبقات السوائل التي تتحرك في عكس بعضها البعض، كما يسمى هذا الصراع الداخلي للتدفق اللزوجة وفي المصطلحات اليومية ، تُعرف لزوجة السائل باسم “الُسمك” فهي تعطي كل السوائل الفعلية بعض المقاومة للقص وبالتالي فهي لزجة ومن المفيد جدًا استعمال مفهوم المائع المثالي الذي لا يعطي مقاومة للقص وبالتالي فهو يعتبر غير لزج مثال على احتكاك السوائل إذا كان هناك سطح مبلل بين لوحين زجاجيين رفيعين ، وسيرى أن الألواح تتعثر ولا تسقط اللوحة السفلية عندما تمسك اللوحة العلوية فقط.

كيفية حساب قوة الاحتكاك

يتم كتابة صيغة قوة الاحتكاك من خلال الصيغة أدناه:

F = μN

لنفترض أن اعتبر كتلة خشبية تزن 2 كجم موضوعة على طاولة يتم نقلها من السكون فيعتبر معامل الاحتكاك الساكن في هذه الحالة ، وهو 00.5 في حالة الخشب، فيمكن حساب القوة الطبيعية بالتفاصيل المعطاة.

N = 2 كجم × 9.8 نيوتن / كجم = 19.6 نيوتن

نظرًا لأن يوجد الآن قيم معامل الاحتكاك الساكن والقوة العادية ، يمكن حساب قوة الاحتكاك على النحو التالي:

F = 0.5 × 19.6 N = 9.8 نيوتن.[3]

خصائص قوة الاحتكاك

تعتبر قوى الاحتكاك فوق الأسطح الملامسة ، وتعارض الحركة أو الوشيكة.
القوة المطلوبة للتغلب على الاحتكاك متناسبة مع القوة العادية.
تصبح قوى الاحتكاك مستقلة عن مساحة السطح إذا كانت الكتلة الكلية المسحوبة ثابتة.
قوة الاحتكاك تعتبر مستقلة عن درجة الحرارة في حالة عدم وجود تغيرات كيميائية أو هيكلية.
تصبح قوى الاحتكاك مستقلة عن السرعة إذا لم تحدث تغيرات كيميائية أو هيكلية بالسرعة.[4]

مميزات وعيوب قوة الاحتكاك

مزايا الاحتكاك هي:

تستعمل مكابح السيارات الاحتكاك فقط لإيقاف السيارة.
تساعد طاقة الاحتكاك في السير على الأرض.
يؤدي الاحتكاك في تفكك الكويكبات أو الأحجار في كل أنحاء الغلاف الجوي قبل الاقتراب الفعلي من الكوكب (الأرض) بأكمله.

عيوب الاحتكاك هي:

تتولد قوة الاحتكاك حرارة زائدة ، مما يتسبب في إهدار الطاقة.
يتم إنفاق أموال على الاستثمار على الابتعاد من الاحتكاك وكذلك الأميال التي تؤديها عن طريق اعتماد إجراءات مثل التشحيم.
لأن الاحتكاك يعمل في الاتجاه العكسي للحركة، فإنه يحد من حركة التحول.[5]

أهمية قوة الحركة وأمثلة عليها

تُعرف المقاومة التي يتعرض لها سطح أو جسم ما حين تتواجد حركة نسبية مع سطح آخر بالاحتكاك.
هي قوة مهمة جدًا لأن المرء لن يكون قادرًا على إيقاف تحريك العناصر دون احتكاك.
تولد قوة الاحتكاك أيضًا قوة استجابة ، مما يساعد الإنسان في المشي والكتابة وحمل الأشياء وتثبيت المسامير على الجدران.
يمنع الاحتكاك إطارات السيارات من الانزلاق على الطريق ، وبالتالي فإن قيادة المركبات على الطريق ستكون مستحيلة بدون تواجدها.
هناك عدد كبير من الأشياء الأخرى التي لا يمكن القيام بها بغير التسبب في الاحتكاك.[6][7]

الأمثلة:

خلال تحرك السيارة بسرعة عالية ، يجب أن تكون هناك قوة احتكاك وافية ما بين الإطارات وسطح الطريق حتى يمكن زيادة أو الحد من سرعة السيارة، وإذا لم تكن هناك قوة احتكاك حركية بين الإطارات وسطح الطريق ، فلا يمكننا حتى تسريع السيارة أو إبطائها.

يجب أن يكون للأرضيات في المبنى قوة احتكاك كافية بحيث لا ننزلق أو نسقط كما أن هناك حوادث مميتة مثل انزلاق المسنين والسقوط في الحمام مثلاً وبالمثل ، حين نضع أشياء مثل الزجاجات على طاولة ، فإن قوة الاحتكاك الساكن هي التي تحافظ على القوارير الزجاجية في حالة راحة، فإذا لم تكن هناك قوة احتكاك ثابتة ، فقد يتسبب الهواء في انزلاق الزجاجات أو أي أشياء لتسقط على الأرض.

الاسئلة المهمة والمكررة عن قوة الاحتكاك

العبارة هذه صح أم خطأ هل يؤثر نسيج السطح على قوة الاحتكاك؟

صحيح

ما هي معادلة حساب قوة الاحتكاك؟

تظهر قوة الاحتكاك في الصيغة: F = μN

ما هو احتكاك السوائل؟

يُعرف الاحتكاك الذي يحدث بين السوائل والغازات باسم احتكاك السوائل.

ما هو الاحتكاك الساكن؟

يُعرف الاحتكاك الذي يحدث عندما يحاول الأفراد تحريك جسم ثابت على سطح ما ، دون إثارة أي حركة نسبية بين الجسم والسطح بالاحتكاك الثابت.

هل قوة الاحتكاك عددية أم متجه ؟

قوة الاحتكاك هي متجه لأنها تتضمن كلاً من المقدار والاتجاه.