يتساءل الطلاب في المملكة العربية السعودية عن القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة في مادة العلوم والفيزياء، لأن هذا السؤال يساعدهم على الوصول إلى الدرجة النهائية في الاختبارات. يتعرض الجسم للعديد من القوى التي تؤثر عليه مثل قوة السحب والاحتكاك والشد، ولكن السؤال الآن هو ما هي القوة التي تساعد على إيقاف حركة الجسم أو تخفيفها؟ سنقدم الإجابة عن هذا السؤال في موقع موسوعة، فتابعونا.
ما القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة
تتمثل القوة المسؤولة عن توقف حركة الجسم بالكامل في قوة الاحتكاك، وتعتمد هذه القوة على تفسير كيفية تفاعل جسم ثابت مع جسم متحرك، حيث تزداد قوة الترابط والتماسك بين جزيئات السطح المتلاصقة، مما يؤدي إلى توقف جسم واحد دون الآخر، ولإعادة المحاولة للحركة مرة أخرى، يجب تفكيك القوى التي تنشأ بين الجزيئات وفصلها.
بالتالي، فإن القوة الاحتكاكية هي المسؤولة عن توقف حركة الجسم بسبب القوة العمودية الموجودة بينهما (N). وتنشأ هذه القوة بين الأجسام المتلاصقة مثلما يحدث عند تحريك أي جسم فوق منضدة أو السير على الطريق. ويعود تفسير ذلك إلى زيادة احتمالية الانزلاق في حالة كانت المنضدة رطبة أكثر من اللازم، وذلك بسبب تراجع قوة الاحتكاك بينهما وعدم وجود القوة العمودية المطلوبة.
العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك
تتأثر قوة الاحتكاك بعاملين رئيسيين وهما: مساحة السطح المهيأ للاحتكاك، حيث تزداد قوة الاحتكاك كلما كانت المساحة أكبر، ويرتبط الاثنان بعلاقة طردية، وماهية الأسطح المتلامسة، وهي العوامل التي يجب اعتبارها عند تأثير جسم متحرك:
- تختلف معاملات الاحتكاك بين الأسطح وتختلف تبعاً لطبيعة الأسطح المتلامسة، مما يؤثر على القوة التي تحدث بين كل جسم والآخر.
- تتزايد قوة دفع الكرة عندما تتحرك على سطح مائي بسبب انخفاض قوة الاحتكاك بين الكرة والماء، ويمكن توضيح هذا المثال بالتفاعل بين جسم صلب وكرة مطاطية والتي يفصل بينهما سطح مائي.
- يقلُّ تأثير الاحتكاك بين الأسطح ذات الملمس الناعم، إذا ازدادت المسافة التي يقطعها الجسم المتحرِّك بين الأسطح المتلاصقة الناعمة نتيجةً لضعف الاحتكاك بينها.
- يزداد الاحتكاك بين الأجسام المتلامسة إذا كانت نسبة الخشونة في سطح الجسم أكبر، وبالتالي يتوقف الجسم عن الحركة بعد قطع مسافة قصيرة.
أنواع قوة الاحتكاك
تلعب قوة الاحتكاك دورًا حاسمًا في مختلف الأنشطة في الحياة اليومية، مثل حركة السيارات على الطرق وممارسة الأنشطة الرياضية، وتنقسم قوة الاحتكاك في علم الفيزياء إلى أنواع متعددة، ومنها:
- قوة الاحتكاك الديناميكي: تنشأ تلك القوة بين سطحين، وتتبعها حركة كل منهما، مما يؤدي إلى حدوث ما يسمى بالاحتكاك الحركي المنزلق.
- الاحتكاك الجاف (Dry frction): يشير هذا المصطلح إلى القوة التي تنشأ عند وجود سطحين صلبين جافين يعملان بالتوازي مع بعضهما البعض، ويؤدي ذلك إلى زيادة نسبة الاحتكاك بين السطحين نتيجة لتفاعل جزيئاتهما المتلامسة، دون حدوث أي حركة لأي جسم من الجسمين، مما يجعلها تصنف كاحتكاك ثابت.
هذه هي الإجابة عن سؤال حول القوة التي تتحمل المسؤولية عن إيقاف الجسم المتحرك عن الحركة، ويرتبط القوة المؤثرة في إيقاف الجسم المتحرك عن الحركة (قوة الاحتكاك) مع القوة العمودية بعلاقة طردية، حيث إذا كان وزن الجسم العلوي أكبر، فإن القوة العمودية تصبح أكبر، وتزداد قوة التفاعل بين الجزيئات، مما يجعل عملية الدفع معًا شديدة الصعوبة، وتنطبق العلاقة الطردية على كل من الاحتكاك الثابت والديناميكي، وتتفق قوة الاحتكاك مع ردود الفعل العمودية على السطح العلوي.
المراجع
