ما هي العوامل التي تقلل الاحتكاك
ما هي قوة الاحتكاك
إذا دفعت كرة عبر سطح ما ، فسوف ينتهي بها الأمر بالراحة في مرحلة ما، ألا تتعارض هذه الظاهرة مع مبدأ القصور الذاتي؟ بما أنه لم يتم تطبيق القوة عليه ، ألا يجب أن يستمر في الحركة إلى أجل غير مسمى؟
الرد على هذا السؤال بسيط للغاية، حقيقة أن الكرة تتوقف أخيرًا لا تتعارض مع هذا المبدأ ، لأنه أثناء تحركها توجد قوة “غير مرئية” تقلل من سرعة الكرة: قوة الاحتكاك او
انواع الاحتكاك
، عندما تتحرك الكرة على الأرض ، فإنها تكون على اتصال بها وضد الهواء، يخلق هذا الاحتكاك قوتين “تسحب” الحركة، قوة الاحتكاك أو الاحتكاك (F r – →) هي قوة تنشأ من ملامسة جسدين و تعارض الحركة.
الاحتكاك ناتج عن عيوب و خشونة خاصة بالمجهر الموجود على أسطح الأشياء، عند التلامس ، تتشابك هذه الخشونة مع بعضها البعض مما يجعل الحركة صعبة، لتقليل تأثير الاحتكاك ، تكون الأسطح إما مصقولة أو مشحمة ، لأن الزيت يملأ العيوب و يمنعها من التمزق.
هل سبق لك أن تزلجت على أرضية مصقولة حديثًا أو مصقولة بالشمع؟ ماذا يجب أن تفعل بالقوة الصغيرة للتحرك بعيدًا جدًا؟ [1]
العوامل التي تقلل الاحتكاك
بعبارات بسيطة
العوامل المؤثرة على الاحتكاك
،او الاحتكاك هو القوة التي تمنع سطحًا من الانزلاق أو التدحرج على سطح آخر، لذلك ، يمكن القول أن الاحتكاك يحدث فقط عندما يكون سطحان في حالة حركة نسبية ، مثل عندما يدور العمود المرفقي في محمل مجلة أو عندما يتدحرج محمل كروي على طول مساره.
يذكرنا المنظر المجهري لهذه الأسطح بالحركة النسبية أن كل سطح يحتوي على أسطح خشنة صغيرة (أسطح خشنة و غير مستوية) ، بغض النظر عن مدى قرب تشكل هذه الأسطح، بدون شكل من أشكال الفصل ، مثل ذلك الناتج عن غشاء التشحيم ، يمكن أن يتأثر هشاشة السطح بالتلامس، على الأقل ، سيكون هناك بعض التآكل و / أو الالتصاق و / أو الحرث لهذه الحشوات أثناء الحركة.
فهنالك عدة عوامل تقلل الاحتكاك نذكر منها:
نعومة انزلاق الجسم
- عدم انتظام الجسم هو عامل يؤثر على الاحتكاك.
- الاحتكاك يتناسب طرديا مع خشونة الجسم.
- تنزلق الأسطح الملساء على الأسطح بسهولة مقارنة بالأسطح الخشنة.
- عندما تنظر تحت المجهر ، يمكنك ملاحظة وجود مخالفات على السطح تمنع الانزلاق. لذلك ، كلما زادت خشونة الاحتكاك
- يوفر السطح المغطى بالثلج القليل من الاحتكاك.
- يستخدم راكبو الدراجات إطارات ذات مخالفات عالية (قبضة) لزيادة الاحتكاك مع السطح.
نعومة السطح
- يُظهر آلية التشابك ، و هو عامل رئيسي يؤثر على الاحتكاك.
- من المستحيل أن يكون لديك أسطح ناعمة تمامًا.
- سيكون لكل سطح خشونة خاصة به. هذه الخشونة مع خشونة الجسم المنزلق تسبب الاحتكاك.
القوة بين الجسمين في الاتجاه الطبيعي (عموديًا على اتجاه الانزلاق)
- الاحتكاك يتناسب طرديا مع القوة الطبيعية المطبقة
- ستزيد القوة في الاتجاه الطبيعي (العمودي على مستوى الانزلاق) من التفاعل بين السطح و بالتالي تزيد الاحتكاك.
- لذلك ، الاحتكاك يتناسب طرديًا مع القوة الطبيعية المطبقة. [f = μ * N ، حيث μ هي معامل الاحتكاك]
- يوضح أن القوة الطبيعية (الوزن) هي عامل يؤثر على الاحتكاك
الاحتكاك يتناسب طرديا مع وزن الجسم
- وزن أي جسم هو القوة الأكثر ملاحظة في الاتجاه الطبيعي.
- لذا فإن الاحتكاك يتناسب طرديا مع وزن الجسم.
- استنادًا إلى الرسم المتحرك أعلاه ، من الأسهل دفع جسم خفيف مقارنة بجسم ثقيل من نفس المادة.
الاحتكاك يعتمد على تصميم الكائن
- هناك أيضًا احتكاك في السوائل و الغازات.
- يكون الاحتكاك أقل في الهواء أو الماء مقارنة بالانزلاق على سطح صلب مثل الطريق.
- يؤثر شكل الجسم / تصميمه على الاحتكاك.
- يساعد جسم دولفين الانسيابي على تقليل الاحتكاك في الماء.
- تم تبسيط تخطيط الطائرات والأسماك لتجنب الاحتكاك.
الاحتكاك مستقل عن منطقة التلامس
- الاحتكاك يتناسب طرديا مع القوة الطبيعية و لكنه مستقل عن منطقة التلامس.
- [f = μ * N ، حيث μ هي معامل الاحتكاك]
نوع الاحتكاك المتضمن (التدحرج / الانزلاق)
-
الاحتكاك التدحرجي
دائمًا أقل من الاحتكاك المنزلق. - يعد إدخال العجلة أيضًا أحد العوامل التي يمكن أن تقلل الاحتكاك بشكل كبير.
- حاول أن تنزلق حقيبتك مقارنة بحقيبة عربة الأطفال ، يمكنك أن تشعر بسهولة الحركة بسبب الانخفاض القوي في الاحتكاك.
- مثال: تقلل أحذية التزلج على الجليد من الاحتكاك وبالتالي تسمح لنا بالتحرك بشكل أسرع مقارنة بالأحذية العادية.
الحالة المادية للسطح المنزلق (صلب / سائل)
- عادة ما يكون احتكاك السوائل أقل من الاحتكاك الجاف.
- احتكاك المائع هو الاحتكاك بين جسم ما و السائل (سائل أو غاز).
- مثال: يعتمد التزييت على مبدأ احتكاك السوائل ، حيث يعمل سائل لزج على طبقة بين سطحين منزلقين و يقلل الاحتكاك بينهما.[2]
كيف يؤثر تفاعل السطح مع تقليل الاحتكاك
-
من المهم أن نفهم كيف يتفاعل سطحان معدنيان داخل آلة مع بعضهما البعض من خلال ال
مقارنة بين الاحتكاك السكوني والاحتكاك الحركي
، جميع الأسطح المعدنية لها درجة معينة من خشونة السطح، بغض النظر عن مدى سلاسة السطح ، فإن كل سطح معدني له نقاط عالية ووديان منخفضة. - تسمى البقع المرتفعة سطح الرق، عندما يتحرك السطحان جنبًا إلى جنب ، فإن الرشاشيات الموجودة على سطح واحد تلامس المفاصل الموجودة على السطح الآخر.
- يؤثر عدد الجزيئات و ارتفاعها على الأسطح بشكل كبير على الاحتكاك بين الأسطح، تتمثل وظيفة مادة التشحيم في إبقاء هذه الجروح بعيدًا و منعها من الاتصال ببعضها البعض ، و بالتالي تقليل الاحتكاك بين المعدن و المعادن أو القضاء عليه.
- بدون فيلم زيت كافٍ لفصل الأسطح المعدنية ، يحدث تلامس من المعدن إلى المعدن ، و يتم لحام السطحين معًا ثم فصلهما عن بعضهما البعض عن طريق حركة الأسطح التي تنزلق ضد بعضها البعض ، مما يؤدي إلى التصاق (تلطيخ) و تآك، (ملعب تنس)، في الحالات الشديدة ، يمكن أن تلتحم قطعتا المعدن و تلتصقان ببعضهما البعض.
- إذا كانت طبقة الزيت كافية للحفاظ على فصل السطح و لكن لزوجة عالية جدًا بالنسبة لسرعة الأسطح المتحركة ، فسيحدث بعض السحب الداخلي أو السحب داخل السائل (احتكاك السوائل)، يمكن اعتبار هذا على أنه احتكاك ناتج عن إجبار طبقات الزيت على الانزلاق فوق بعضها البعض.[3]