موضوع عن الاحتكاك
سنتحدث اليوم عن الموضوع المتعلق بالاحتكاك، وهو مقاومة جسم للحركة، حيث يتحرك جسم على جسم آخر.
وقوة الاحتكاك هي في الأصل ليس أساسية مثل القوة الكهرومغناطيسية، والقوة الجاذبية، فالعلماء يعتقدون أن تلك القوة هي نتيجة التجاذب الكهرومغناطيسي الذي يحدث بين الجزئيات المشحونة لسطحين يتم التلامس بينهم ، كما قمنا بتناول هذا الموضوع بالتفصيل في مقالين سابقين فى موسوعة بعنوان بحث عن الاحتكاك و بحث عن الاحتكاك وفوائده واضراره .
قوة الاحتكاك
في القرن الخامس عشر، وضع العلماء القوانين الخاصة بالاحتكاك، ولكن كانت هذه القوانين غير مؤكدة بسبب تعقيد قوة الاحتكاك بطبيعتها.
يوجد لكل قانون حالات استثناء ترتبط بقوة الاحتكاك، فمثلاً يمكن أن تلتصق مادة من إحدى المواد المصقولة والمترابطة ببعضها لبعض.
مبدأ الاحتكاك
ينص المبدأ الفيزيائي القديم على أن الاحتكاك يتناسب بشكل مباشر مع كتلة الجسم.
أما في علم الفيزياء الحديث، فهو يدرس قوى الاحتكاك التي تنشأ بين الجزيئات والذرات، ويتيح أيضًا دراسة بعض الحالات الفيزيائية التي كان من الصعب الوصول إليها قبل القرن العشرين الميلادي.
أنواع الاحتكاك
تتأثر الأماكن والبيئات بالاحتكاك بشكل عام، بما في ذلك الفضاء الخارجي، ولذلك نجد أن هناك أشكال وأنواع متعددة منها
الاحتكاك الدوار rolling friction
يحدث الاحتكاك عندما تتحرك كرة أو أسطوانة أو عجلة على سطح ما، وينتج عن ذلك فقدان للطاقة التي تعمل على تشويه شكل الأجسام في هذا الموقف.
عندما يتم تدحرج الكرة أو العجلة على سطح مستوٍ، تسطح الكرة بشكلٍ ما عند الاستلام، حيث يتم التماس السطح مع الكرة، ويؤدي هذا الاحتكاك إلى تدمير السطح والكرة، مما يمنع الكرة من الارتداد بنفس المستوى الذي سقطت منه.
يجب عليك أن تعلم أن معامل الاحتكاك الخاصة بهذا النوع أقل من الاحتكاك الطبيعي، إذ تصل نسبتهم إلى 100 إلى 1000.
الاحتكاك الساكن
يتم إنتاج التماسك بين جسمين ثابتين أو سطحين دون حركة لأي منهما، ويساعد على تجنب الانزلاق لأي جسم يتم وضعه بشكل مائل.
يعني هذا المصطلح قوة المقاومة التي يتم إنتاجها عند عدم حركة الأجسام تجاه بعضها البعض، كما في مثال وجود كتاب على المنضدة أو طاولة على الأرض.
لاحظنا أن القوة المطلوبة لتحريك جسم ثابت تكون أكبر إلى حد ما من القوة التي تحتاجها للتغلب على قوة الاحتكاك الثابت.
ومعامل الاحتكاك الحركي اقل من الساكن.
الاحتكاك الحركي
يحدث الاحتكاك المتساوي عندما يتحرك جسم باتجاه آخر ويحدث احتكاك بينهما، ويكون لمعامل الاحتكاك الساكن أكبر من الحركي.
قوانين الاحتكاك
هناك بعض القوانين التي يعمل بها مبدأ قوة الاحتكاك ومنها:-
- تبقى قوة الاحتكاك ثابتة بغض النظر عن سرعة الجسم، طالما أنه ساكن.
- “في حال تساوي وزن الجسمين، فإن المساحة الخاصة بنقطة الاتصال لا تؤثر على قوة الاحتكاك.
- الوزن الكلي للجسم يتناسب طرديًا مع قوة الاحتكاك.
تطبيقات خاصة بقوة الاحتكاك
يجب أن تدرك أن تلك القوة تسهم بشكل كبير في حياتنا اليومية، وتساعد في العديد من الأمور، بما في ذلك
- يتم استخدام بعض أنواع الزيوت التشحيمية والسوائل في تشغيل وصيانة بعض أجزاء الدراجات الهوائية، للحد من الاحتكاك بين قطع الدراجة والأرض.
- عند دلك جسمين ببعضهما يتولد طاقة حرارية، وذلك بسبب تحويل بعض الطاقة الحركية إلى الحرارة نتيجة قوة الاحتكاك، مثل توليد النار عند تدليك عصا ببعضها.
- يستخدم في عمل المكابح، حيث يحتاج إلى قوة تتحمل تلك القوة الخاصة بالمحرك.
- تُطبق مبادئ الاحتكاك في مجال السيارات، خاصةً على إطاراتها، وتحتاج تلك الإطارات إلى أن تكون ملساء وأن يكون سطحها خشنًا، ويحتاج سطح الطريق أيضًا إلى أن يكون أملسًا حتى تستطيع السيارة السير عليه دون انحراف أو خوف من العرقلة، وهناك استخدامات أخرى لقوة الاحتكاك.
