التعليموظائف و تعليم
العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك
قوة الاحتكاك تحدث على السطح المنفصل الذي يكون بين جسمين ملامسين بعضهما وتلك القوة لها تأثير باتجاه مُعاكس وهذا ما يتسبب بتقليل السرعة، وحتى نستطيع عمل تقريب للصورة يمكننا توضيح العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك مثلا بالسيارة الذي يدفع السيارة للتوقف هي الفرامل وهناك العديد من العوامل التي سوف نبينها خلال هذا المقال لذا تابعونا عبر موسوعة.
العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك
- توجد بعض اللوائح التي تنظم العلاقة بين هذا المقياس الفيزيائي والعوامل المختلفة الأخرى.
- تتناسب قوة الاحتكاك طردياً مع وزن الجسم، إذ كلما زاد وزن الجسم زادت قوة الاحتكاك.
- إذا كان الوزن ثابتًا ولا يتغير، فإن مساحة منطقة التلامس لا تؤثر على قوة الاحتكاك.
- لا يؤثر الاحتكاك على سرعة الجسم بشرط ألا يكون الجسم ساكنًا.
- تعمل قوى الاحتكاك على تخفيض سرعة الجسم حتى تصل إلى وضع الثبات، ولذلك إذا كانت قوة الاحتكاك ضعيفة، فلن يؤثر ذلك على حركة الجسم.
- عند سحب قطعة من الخشب على سطح أملس، فإن القطعة لن تتأثر بالاحتكاك، مما يجعلها تقطع مسافات أطول في فترات زمنية قصيرة، ولا تحتاج إلى بذل جهدٍ عالٍ.
- على سبيل المثال، تخيل أننا نسحب تلك القطعة من الخشب على سطح ملس، هل سيكون الوضع أسهل؟.
- بالطبع، يزيد السطح الرملي من قوة الاحتكاك، مما يتطلب بذل مزيد من الجهد لتحريك الأشياء عليه، بالمقارنة مع السطح الأملس.
- في القرن الخامس عشر، اهتم العلماء بوضع القوانين التي تحكم تلك الظاهرة، ولكن في ذلك الوقت كانت جميع التجارب نظرية.
- كان في ذلك الوقت عدم توفر المعدات اللازمة التي يحتاجونها لإتمام إجراء التجارب هو السبب وراء ذلك.
- يتم حساب الاحتكاك من خلال تلك المعادلة العامة.
- Fk =μk.Fn .
وحدة قياس معامل الاحتكاك الحركي
- معامل الاحتكاك هو قيمة رقمية تعبر عن القوة التي تتولد بين جسمين عند الاحتكاك.
- تشير إلى شدة الاحتكاك والضغط على الجسم، ولكن هذا العامل ليس له وحدة قياس.
- قيمة الشيء تعتمد على حالته والمواد المستخدمة في صنعه، ولا يمكن تحديدها بالمعادلات الرياضية فقط.
- الحرارة اللازمة للانصهار تعتمد مباشرة على نوع المادة ودرجة حرارتها، وهي كمية تجريبية يمكن حسابها من خلال التجربة.
- تتراوح قيمة الاحتكاك للمواد الجافة بين 0.3 و 0.6، ويجب ألا تتجاوز قيمة الاحتكاك هذه الحدود.
- إذا كان القيمة تساوي الصفر، فهذا يدل على عدم وجود احتكاك بين الأجسام.
أنواع الاحتكاك
- تعني الاحتكاك الديناميكي كمية القوة التي تنشأ بسبب التماس الأجسام المتحركة وتحركها في اتجاهات مختلفة.
- تنتج الطاقة الحرارية نتيجة الاحتكاك بين المواد بغض النظر عن حالتها الصلبة أو السائلة أو الغازية.
- الاحتكاك الساكن : القوة التي تنشأ بين جسمين ثابتين ولا يكونان في حالة حركة تمامًا.
- قد يتطلب تحريك جسم ساكن بعض المجهود في البداية حتى يتمكن الشخص من تحريكه من مكانه.
- معامل الاحتكاك للأجسام المتحركة يكون أقل من معامل الاحتكاك للأجسام الساكنة.
- الاحتكاك المتحرك : تنشأ قوة الاحتكاك بين الأجسام المتحركة نتيجة الحركة النسبية بينهما.
- في هذه الحالة، يكون معامل الاحتكاك الثابت أكبر من معامل الاحتكاك المتحرك.
- يتم تقسيمه إلى نوعين :
- الاحتكاك الانزلاقي : الاحتكاك الذي ينشأ بين جسمين ذوي كتلة صلبة مثلما تحرك صندوقًا على طاولة.
- الاحتكاك المائع : ينشأ التيار التحريكي في الأجسام المتحركة، ويحدث عند تحريك جسم صلب على سطح سائل مثل حركة القارب على الماء.
ما هو اتجاه قوة الاحتكاك
تم طرح هذا السؤال في كتاب العلوم الخاص بالصف الأول المتوسط في الفصل الدراسي الأول، وسنقدم لكم الإجابة المفصلة على هذا السؤال من خلال هذه الفقرة.
- اتجاه القوة الاحتكاك يكون عكس اتجاه الحركة.
- نظرًا لأن الاحتكاك يعمل على مقاومة الحركة، يجب أن يتم العمل على إيقاف الجسم أو تقليل حركته باتجاه معاكس لاتجاه الحركة.
- إذا كانت قوة الاحتكاك مع الحركة العكسية أكبر من قوة الدفع إلى الأمام، فإن سرعة الجسم تتباطأ.
- يظل الجسم ثابتًا حتى يتوقف الشخص عن دفعه إلى الأمام، ويجب أن تكون قوة الدفع أكبر من قوة الاحتكاك لتحريكه من البداية.
فوائد الاحتكاك وسلبياته
- فوائد الاحتكاك : يعتمد حركة وسائل النقل بشكل رئيسي على الاحتكاك الذي يحدث بين العجلات والأرض.
- تساعد أنظمة الفرامل على إيقاف وسائل النقل بشكل آمن وفعال، حيث تتم عملية التوقف عن طريق احتكاك العجلات بالأرض.
- يعمل على تثبيت التربة على قمم الجبال ومنعها من الانزلاق.
- يساعد الإنسان على الثبات عندما يمشي على الأرض بقدميه.
- يمكن للاحتكاك بين الأجزاء الآلية أن ينقل الحركة باستخدام Belt أو clutch وفقًا لعلم نقل الطاقة .
- تتحرك الطائرة بحركات مميزة للجناح عندما تتفاعل مع جزيئات الهواء.
- يمكن توليد الطاقة الحرارية من خلال الاحتكاك أو بشكل عام.
- سلبيات الاحتكاك : الاحتكاك يتسبب في بعض المشاكل مثل تآكل الأجهزة.
- يمكن أن يؤدي الاحتكاك الشديد إلى إنتاج شرارة واشتعال الأجهزة أو المعدات.
- يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى ذوبان الأجسام والتأثير بشكل سلبي على وظائف الأجهزة والآلات.
- يؤدي إلى إهدار الحركة والطاقة ويتسبب في تآكل وتشوه الأجسام.
- طُرق التقليل من الاحتكاك : استعمل للمعدات والأجهزة التي تحتوي على نسب عالية من معامل الأمان.
- تشمل المكونات الدائرية في السيارة، مثل العجلات والأنابيب المستخدمة لنقل الحقائب، على احتكاك دحرجي بدلًا من الاحتكاك الانزلاقي.
- تستخدم التقنيات التي يستخدمها مهندسو القطارات لجعل روابط قضيب القطارات مرنة.
- يمكن للقطار أن يسحب كل مقطورة بشكل منفصل بدلاً من سحبها جميعًا، مما يخفض من الاحتكاك.
- استخدم المزلقات التي تجعل السطح أملس لتسهيل الاحتكاك وتقليله.
- يمكن أن تستخدم الزيوت والشحوم.
- على سبيل المثال، قد يكون عامل الاحتكاك للحديد المدحرج على الخشب المزيت أقل من 0.018 .
- يحدث هذا لأن معامل السطح تكون غير مؤثرة تقريبًا عند تغطيتها ببعض السوائل التي تختلف في اللزوجة.
- على الرغم من أن زيادة اللزوجة تقلل من الاحتكاك، فإن هذا لا يعني أن الاحتكاك سيقل مع زيادة اللزوجة، حيث ينخفض الاحتكاك مع اللزوجة المنخفضة، حيث يكون التدفق أسرع من تلك ذات اللزوجة المرتفعة.
- على الرغم من أنه من المعروف أن زيادة الخشونة تزيد من الاحتكاك، إلا أن استخدام الاحتكاك البارد يعد أفضل، شريطة استخدام سطحين ناعمين وإزالة الشوائب الموجودة بينهما.
- في حال تم الوصول إلى درجة النعومة الكاملة، فإنهما سينفصلان.
انتهينا من هذا المقال بهذا السطر حيث أننا تحدثنا عن قوة الاحتكاك بشكل مُفصل وعام وناقشنا العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك ، أيضاً تم توضيح وحدات القياس وأنواع الاحتكاك المُختلفة وعرضنا إيجابيات وسلبيات الاحتكاك والطرق المثلى لتجنب تلك المشاكل.
كما يُمكنك قراءة المزيد من المواضيع:
- قارن بين الاحتكاك السكوني والاحتكاك الحركي
- البحث عن اتجاه قوة الاحتكاك وقوانين نيوتن للحركة
- بحث فيزياء عن الاحتكاك
- بحث عن الاحتكاك وفوائده واضراره
