المحتويات
نظرًا لأن العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك متورطة في العديد من التطبيقات والأنشطة في حياتنا اليومية ، فعندما تفهم طبيعة قوة الاحتكاك ، فهي من بين الأشياء المهمة التي يجب معرفتها نظرًا لأهميتها في حياتنا اليومية. من حيث تعريفه وعوامله المؤثرة ، يمكنك الاستفادة منه بشكل أفضل في حياتك اليومية ، مما يجعل عملك أسهل بكثير. تقدم بطلب أفضل للحصول على أقصى استفادة منه.
المحتويات
تعريف قوة الاحتكاك
تعرف قوة الاحتكاك بأنها القوة التي تمنع الأجسام الصلبة من الانزلاق والدحرجة على بعضها البعض ، والمشي هو أحد أوضح أمثلة الاحتكاك ، وينقسم الاحتكاك إلى نوعين ، أحدهما الاحتكاك الساكن والآخر الاحتكاك المتحرك. قوى الاحتكاك الاستاتيكية هي قوة تحدث بين سطحين مختلفين ، لذلك توجد قوى متماسكة بينهما وهذا يمنعهما من الانزلاق. سرعته.[1]
أنظر أيضا: القوة المترددة بين أسطح الأجسام المتلامسة
حدد معامل الاحتكاك
يُعرَّف معامل الاحتكاك بأنه نسبة قوة الاحتكاك لمقاومة الانزلاق للسطحين المتلامسين مع الجسمين إلى قوة الضغط الناشئة عن الطبيعة على هذين الجسمين ، ويُشار إلى معامل الاحتكاك بالرمز اليوناني μ ويتم التعبير عن الرمز mu رياضيًا وبالعملية التالية:[1]
μ = F / N ، أين
- يشير الحرف F إلى قوة الاحتكاك
- يمثل N القوة الطبيعية.
تُقاس كل من قوة الاحتكاك والقوة الطبيعية بوحدات قياس القوة وهي نيوتن وأرطال ، لذا فإن معامل الاحتكاك ليس وحدة قياس ، وتختلف قيم معامل الاحتكاك بين الاحتكاك الساكن والاحتكاك المتحرك. في الاحتكاك الساكن ، تكون قوة الاحتكاك مقاومة للقوة المطبقة على الجسم ، مما يجعل الجسم يظل ثابتًا. في الاحتكاك المتحرك ، تقاوم قوة الاحتكاك قوة الحركة الناتجة عن عدم استقرار الجسم. عند الانزلاق على طاولة نظيفة وناعمة مصنوعة من الخشب ، يصل معامل الاحتكاك المتحرك إلى ما يقرب من 0.5 ، مما يشير إلى وجود قوة تساوي نصف الوزن الإجمالي للطوب ، وهو طول ثابت لمقاومة الاحتكاك والحفاظ على حركة الطوب.
انظر أيضًا: ما هي القوة المسؤولة عن إيقاف حركة الأجسام؟
العوامل المؤثرة في قوة الاحتكاك
كما أوضحنا سابقًا ، تنشأ قوى الاحتكاك عندما ينزلق جسمان صلبان فوق بعضهما البعض ، لكنهما يتأثران بالعديد من العوامل التي تؤدي إلى زيادة أو نقصان هذه القوة ، بما في ذلك:[2]
- نعومة وخشونة الجسم المنزلق: في الحالات التي يتأثر فيها الاحتكاك بالأشياء بنعومة الجسم ، تكون العلاقة بين خشونة الجسم وقوى الاحتكاك علاقة مباشرة ، أي تزداد مقاومة الانزلاق. عندما تنزلق الأجسام الخشنة ببطء ، يكون السطح أملسًا وسلسًا بسبب عدم وجود قوى التماسك والالتصاق ، مما يزيد من الاحتكاك.
- نعومة السطح: آلية التشابك بين الأشياء هي أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على الاحتكاك.
- القوة في الاتجاه الطبيعي (عموديًا على اتجاه الانزلاق) بين كائنين: يدخل الاحتكاك في علاقة تناسبية مباشرة مع القوة الطبيعية المطبقة على الجسم. وفقًا للمعادلة التالية: [f = μ * N، حيث μ هي معامل الاحتكاك].
- وزن الجسم: الاحتكاك يتناسب طرديًا مع وزن الأجسام الملامسة ، حيث أن القوة الملحوظة في الاتجاه الطبيعي تمثل وزن الجسم ، ويقل الاحتكاك مع انخفاض وزن الجسم وزيادة وزنه. يزيد الجسم.
- شكل الجسم: ما لا يعرفه الكثيرون هو وجود احتكاك بين جزيئات الغاز والسوائل ، لكنه ضعيف جدًا مقارنة بالاحتكاك بين الأجسام الصلبة ، ففي السوائل على سبيل المثال ، يؤثر تصميم الجسم على الاحتكاك بينهما. الأجسام والمياه.
- نوع الاحتكاك المناسب (التدحرج / الانزلاق): يتأثر الاحتكاك أيضًا بنوع الاحتكاك. إذا كانت صالة الألعاب الرياضية تدور ، يكون الاحتكاك أقل مما يحدث عندما ينزلق الجسم. على سبيل المثال ، يساعد استخدام الإطارات الدائرية التي تدور على كل من العجلات والسيارات في تقليل الاحتكاك الذي يؤدي إلى زيادة سرعتها.
- حالة مادة السطح المنزلقة (صلبة / سائلة): بشكل عام ، يكون الاحتكاك في وجود السوائل أقل من الاحتكاك بدون سائل ، ويسمى الاحتكاك بين المادة الصلبة والسائلة احتكاك السوائل لأنه على سبيل المثال ، يستخدم الناس الزيت لتقليل الاحتكاك بين مفاصل الأبواب بسبب الزيت هو السائل الذي يقلل من الاحتكاك.هو المادة.
راجع أيضًا: أي مما يلي يقلل الاحتكاك
وظيفة قوة الاحتكاك
نظرا لأهمية قوة الاحتكاك اليوم ، فإن لها وظائف عديدة منها:
- تساعده قوى الاحتكاك بين حذاء الشخص وسطح الطريق على المشي ، وكلما زاد الاحتكاك بين السطح وساقي الشخص ، زادت سرعة حركته.
- يساعد الاحتكاك أيضًا على انزلاق إطارات السيارات بدلاً من الانزلاق ، مما يتسبب في توقف الحركة ، ويزيد تصميم الإطار المموج من سرعته بسبب زيادة قوة الاحتكاك بسبب العلاقة المباشرة بين كل من خشونة الجسم والاحتكاك.
- يتسبب الاحتكاك بين وسادات الفرامل والأسطوانة في توقف السيارة.
- يساعد الاحتكاك بين الطباشير والسيرة على الكتابة فوقها.
انظر أيضًا: قوة الجاذبية التي تجعل الأرض تسحب الأشياء نحو نفسها.
ما هي قوانين الاحتكاك؟
هناك خمسة قوانين أساسية لقوى الاحتكاك:
- النسبة بين القوة الطبيعية والاحتكاك لجسم متحرك.
- تؤثر طبيعة السطح المحكم للجسم على قوى الاحتكاك.
- في حالة منطقة التلامس بين جسدين ، يكون الاحتكاك بينهما مستقلًا عن منطقة التلامس.
- الاحتكاك الحركي والسرعة منفصلان عن بعضهما البعض.
- معامل الاحتكاك في الاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك في الاحتكاك المتحرك.
وتسري قوانين الاحتكاك على جسمين متصلين كما هو موضح في السطور التالية:
- إذا لم تكن الأجسام المتصلة ببعضها البعض أجسامًا ثابتة ولكنها منزلقة ، فيُعتبر هذا بمثابة احتكاك حركي ويتم التعبير عنه بالعملية التالية:
كل واحد:
- Fk = للاحتكاك الحركي
- µk = المعامل التقريبي للاحتكاك الحركي
- N = قوة رد الفعل العادية المطبقة.
واتجاه هذا الاحتكاك الحركي للجسم هو عكس اتجاه السرعة النسبية بين الجسم الأول والجسم الثاني ، وافترض على سبيل المثال أن الجسم الأول يتحرك في اتجاه الجسم الثاني. ثم تؤثر قوة الاحتكاك من الجسم الأول سلبًا على الجسم الثاني.
وإذا لم يمنحك الجسم حركة نسبية بين الأجسام الأخرى ، فإن الاحتكاك الذي ينشأ بينهما يسمى الاحتكاك الساكن ويساوي الاحتكاك الحركي أو أقل منه وليس ما نفكر فيه بشأن السكون. يحتوي الاحتكاك على قيم ثابتة ومحددة ، أي تتغير قيمه ، ولكنه يظل دائمًا أقل من الاحتكاك الحركي ، ولا يمكن الاعتماد على قوى التلامس في الاحتكاك الحركي أو الساكن عندما يكون التفاعل الطبيعي مشابهًا.[4]
انتهينا من الحديث عن العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك هنا ، لأن قوة الاحتكاك من أهم القوى التي تهم الناس في حياتهم اليومية ، لأن قوة الاحتكاك تؤثر بالفعل على الناس في مختلف الأمور ويعتمد الناس عليها بشكل كامل في الأداء. مهمتهم. ممارساتها الطبيعية أفضل.