العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك

hanan2021-10-10

407 4 دقائق

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

العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك

هناك بعض القوانين التي تحكم العلاقة بين تلك الكمية الفيزيائية وبين العوامل العدة.
قوة الاحتكاك تتناسب طرديا مع وزن الجسم حيث أنه كلما زاد وزن الجسم زادت قوة الاحتكاك.
مساحة منطقة التلامس لا تكون عامل يأثر على الاحتكاك في حال أن الوزن ثابت لا يتغير.
قو الاحتكاك ليس لها علاقة بسرعة الجسم على شرط أن الجسم لا يجب أن يكون ساكناً.
قوى الاحتكاك هي المسؤولة عن تقليل سرعة الجسم حتى يقف تماماً فبالتالي إن كانت قوة الاحتكاك ضعيفة فإن الجسم لن يتأثر.
مثال إن كنت تجر قطعة من الخشب على سطح أملس فإن قطعة الخشب لن تتأثر بالاحتكاك فبالتالي تقطع مسافات أطول بفترات زمنية قصيرة ولا تحتاج لبذل شغل عالي.
فمثلا تخيل أننا كنا نجر قطعة الخشب تلك على سطح رملي فهل سيكون الوضع أسهل ؟.
لا بالطبع فالسطح الرملي سيقوم بتعزيز قوة الاحتكاك حتى تجد أنك تبذل شغل عالي من أجل أن تستطيع تحريك تلك القطعة عما كنت تفعل مع السطح الأملس.
اهتم العلماء بالقرن الـ 15 بأن يضعوا القوانين التي تحكم تلك الظاهرة لكن بذلك الوقت كانت جميع التجارب نظرية.
بسبب أنه في ذلك الوقت لم يكن هناك المعدات الكافية التي سوغ يحتاجون لها من أجل إتمام إجراء التجارب.
الاحتكاك يكون خاضع لتلك المعادلة العامة التي يمكن من خلالها حسابه.
Fk =μk.Fn .

وحدة قياس معامل الاحتكاك الحركي

معامل الاحتكاك هو تعبير على الكمية الرقمية التي تدل على القوة التي تم أنشاءها بين جسمين.
تدل على قوة الاحتكاك والقوة لتي تضغط على الجسم ولكن هذا العامل ليس لديه وحدة قياس.
يعتمد على حالة الجسم والمادة المُتكون منها، لا يمكن أن تجد قيمة تأتي من المعدلات الرياضية.
يعتمد بشكل مُباشر على نوع المادة ودرجة الحارة وهو كمية تجريبية يمكن أن تحسبه من خلال التجربة.
يكون للمواد الجافة قيمة تتراوح بين الـ 0.3 و 0.6 ، حيث أنه يجب أ، تكون قيمة الاحتكاك محصورة بين هذين الرقمين.
إن كانت تساوي صفراً فهذا يعني أنه لا توجد احتكاك بين الأجسام.

أنواع الاحتكاك

تُعرف بمقدار القوة الناشئة بسبب التلاصق بين الأجسام المُتحركة وتحركها باتجاهات مُتعاكسة.
تنتج الطاقة الحرارية نتيجة هذا الاحتكاك بغض النظر إن كانت حالة الجسم صلبة أو سائلة أو غازية.
الاحتكاك الساكن : هي القوة التي تنشأ بين جسمين ساكنين أي أنهما لا يكونان في حالة حركة تماماً.
لكي تقوم بتحريك أي جسم ساكن فإن الأمر قد يتطلب بعض المجهود بالبداية حتى تبدأ بتحريكه من مكانه.
معامل الاحتكاك للأجسام المتحركة هو أقل من معامل للساكنة.
الاحتكاك المتحرك : قوة الاحتكاك تنشأ بين الأجسام المُتحركة نتيجة الحركة النسبية بينهما.
بتلك الحالة يكون معامل الاحتكاك الساكن أعلى من معامل الاحتكاك الحركي.
يتم تقسيمه إلى نوعين :
الاحتكاك الانزلاقي : هذا الاحتكاك الذي ينشأ بين الجسمين زوي الكتلة الصلبة مثل كأنك تُحرك صندوق على طاولة.
الاحتكاك المائع : ينشأ بالأجسام المُتحركة ويكون عند تحريك جسم صلب على سائل كحركة القارب على الماء.

ما هو اتجاه قوة الاحتكاك

هذا كان سؤالا بكتاب العلوم الذي يخص الصف الأول المتوسط الفصل الدراسي الأول نعرض لكم عبر تلك الفقرة الإجابة المُفصلة له.

اتجاه قوة الاحتكاك يكون عكس اتجاه الحركة.
بسبب أن قوة الاحتكاك هي التي تعمل على مقاومة الحركة فيجب لكي تعمل على إيقاف الجسم أو تقليل حركته أن تكون بالاتجاه المعاكس.
كلما كانت قوة الاحتكاك عكس الحركة أعل من قوة الدفع للأمام فإن الجسم تتباطأ سرعته.
يبقى حتى يتوقف إذا توقف الشخص عن الدفع للأمام ويجب أن تكون قوة الدفع أعلى من الاحتكاك حتى يستطيع تحريكه من البداية.

فوائد الاحتكاك وسلبياته

فوائد الاحتكاك : الاحتكاك هو المُحرك الأساسي لوسائل النقل، هو يتحرك نتيجة الاحتكاك بين العجلات والأرض.
يساعد على توقف وسائل النقل بأمان وسلامة حيث أن المكابح أو الفرامل تقوم بإيقاف وسيلة النقل عبر الاحتكاك بين العجلات والأرض.
يعمل على جعل التربة ساكنة على أعلى الجبال على القمم دون انزلاق.
يساعد الإنسان حتى يثبت عندما يسير على الأرض بقدميه.
يمكن للاحتكاك أن يقوم بنقل الحركة عبر ما يُسمى في علم نقل الطاقة بالـ Belt أو clutch .
حركة الطائرة عبر أحتكاكها مع جزيئات الهواء بالحركات المميزة للجناح.
يمكن توليد الطاقة الحرارية عبر الاحتكاك أيضاً أو توليد الطاقة بشكل عام.
سلبيات الاحتكاك : الاحتكاك يتسبب في بعض المشاكل كتأكل الأجهزة.
يولد الحارة ومع قوة الاحتكاك يمكن أن تشتعل الأجهزة أو المعدات.
ارتفاع درجة الحرارة يُسبب ذوبان الأجسام ويأثر على العديد من الوظائف بالسلب بالأجهزة والآلات.
تبذير للحارة والحركة ويتسبب في تأكل وتشوه الأجسام.
طُرق التقليل من الاحتكاك : استخدم لمعدات والأجهزة التي بها نسب عالية من معامل الأمان.
مثل العجلات والأنابيب التي تكون دائرية الشكل كالتي تُستخدم لنقل الحقائب من مكان لأخر والتي تجعل من الاحتكاك الانزلاقي أحتكاك دحرجي.
التقنيات التي يتم استخدامها من قبل مهندسون القطارات والتي تجعل الروابط التي تكون بين قضيب القطارات رخوة.
يمكن حينها للقطار أن يسحب كل مقطورة لوحدها بدلا من أن يسحبها جميعها وهذا ما يُقلل من الاحتكاك.
استخدم المزلقيات التي تجعل من السطح أملس فتسهل الاحتكاك وتقلله.
يمكن أن تستخدم الزيوت والشحوم.
مثلا معامل الاحتكاك على الحديد المُدحرج على الخشب المُزيت يكون أقل من 0.018 .
يحدث هذا بسبب أن معامل السطح يكون تقريباً مُنعدم التأثير عندما يُغطى ببعض السوائل التي تكون حسب نسبة اللزوجة بها.
هذا لا يعنى أنه كلما زادت اللزوجة قل الاحتكاك حيث أنه يقل مع اللزوجة المُنخفضة حيث أنها تكون اسرع تدفقاً من تلك التي تكون لها لزوجة مُرتفعة.
استخدم الاحتكاك البارد رغم أنه من المعروف أنه كلما ذادت الخشونة ذات الاحتكاك لكن عند وضع سطحين ناعمين وتم إزالة الشوائب التي بينها.
فإنها سوف ينفصلان عندما يصل إلى حالة من النعومة التامة.