نقدم لكم بحث الاحتكاك من خلال هذا المقال بكامل عناصره، وهو عبارة عن مقدمة لبحث الاحتكاك، وأنواع الاحتكاك، وأضرار الاحتكاك. كل هذا وأكثر تجده في موضوعنا هذا، وخاتمة الموضوع خاتمة بحث في الاحتكاك.
بحث عن الاحتكاك
عناصر البحث
1- مقدمة للبحث في الاحتكاك
2- أنواع الاحتكاك
3- أضرار الاحتكاك
4- خاتمة البحث في الاحتكاك
مقدمة للبحث في الاحتكاك
يعرف الاحتكاك بأنه القوة التي تقاوم حركة جسم إلى جسم آخر يتحرك في اتجاهه أو في الاتجاه المعاكس، ولكنها لا تعتبر قوة كبرى مثل الجاذبية أو قوة المجال الكهرومغناطيسي. يُعرف الاحتكاك أيضًا بالقوة التي تقاوم انزلاق أو تدحرج جسم صلب فوق جسم آخر. وقوة الاحتكاك، مثل تلك اللازمة للمشي، والتي تمنع الانزلاق، قد تكون مفيدة، ولكنها تؤدي إلى فقدان الجسم لبعض طاقته. على سبيل المثال؛ يتم استهلاك حوالي 20% من قوة محرك السيارة للتغلب على قوى الاحتكاك في الأجزاء المتحركة. السبب الرئيسي لظهور قوى الاحتكاك بين المعادن هو قوى التجاذب المعروفة بالالتصاق بين مناطق التلامس بين الأسطح المعدنية.
أنواع الاحتكاك
فنجد أنه لا توجد بيئة في الطبيعة لا يوجد فيها احتكاك، حتى في الفضاء الخارجي نجد جزيئات صغيرة تتفاعل مع بعضها البعض، مما يخلق قوة احتكاك. وبالتالي هناك أنواع من قوى الاحتكاك، وهي:
1- الاحتكاك الانزلاقي
هو الاحتكاك الذي يحدث عندما يحتك جسمان صلبان ببعضهما البعض، مثل تحريك كتاب على الطاولة.
2- الاحتكاك الساكن
هو الاحتكاك الذي يحدث بين سطحين أو جسمين ثابتين بالنسبة لبعضهما البعض، فلا حركة لأي منهما، فيظلان على وضعهما كما هو. يعمل هذا أيضًا على منع السطح المائل من الانزلاق. فنجد أن مقدار الاحتكاك السكوني بين جسمين بشكل عام أكبر من مقدار الاحتكاك. بين نفس الجسمين عندما يتحركان ضد بعضهما البعض.
3- احتكاك السوائل
وهو ما ينتج عن حركة جسم صلب خلال مادة غازية أو سائلة، كمقاومة الماء لحركة الغواص.
4- الاحتكاك الحركي
هو الاحتكاك الناتج عن حركة جسم بالنسبة لجسم آخر.
5- الاحتكاك الدوار
هو الاحتكاك الذي يحدث نتيجة دوران عجلة أو كرة أو أسطوانة بحرية على سطح ما. سبب الاحتكاك عند التدحرج هو فقدان الطاقة المسؤولة عن تشوه الأجسام. حيث أنه عندما يتم دحرجة الكرة على سطح مستو فإن الكرة تتسطح قليلاً، ويكون السطح متعرجاً قليلاً في منطقة التلامس مع الكرة، نجد أن الضياع الداخلي هو السبب في منع الكرة من الارتداد عن الأرض إلى نفس المستوى الذي سقط منه.
ضرر الاحتكاك
يؤدي الاحتكاك إلى أضرار كثيرة رغم فوائده الكبيرة التي ذكرناها سابقاً، ويمكن توضيح ذلك من خلال النقاط التالية:
1-حرائق الغابات
يؤدي الاحتكاك إلى إمكانية اشتعال الحرائق بشكل طبيعي في الغابات. ويحدث ذلك من خلال حركة الرياح السريعة، التي تؤدي إلى احتكاك قوي بأغصان الأشجار الجافة، ثم اشتعالها. ويترتب على ذلك العديد من الأضرار سواء كانت هذه الأضرار على مستوى البيئة المحيطة بالحرائق أو على مستوى أوسع. تؤدي الحرائق إلى انبعاث الغازات التي تزيد من خطر الاحتباس الحراري وتلوث الغلاف الجوي.
2- إحداث الضوضاء
يؤدي الاحتكاك بالأشياء الملامسة إلى إصدار أصوات مزعجة، ويعاني الناس في المناطق الصناعية من هذه الضوضاء بشكل كبير، والبحث عن طريقة للحد منها ضرورة وحاجة ملحة. يعتبر التشحيم من الإجراءات التي يمكن أن تقلل من أصوات ضجيج الاحتكاك خاصة بعد تلميع الأسطح، ولكن يجب أن يكون التشحيم دورياً لأن المادة تتآكل مع الاحتكاك المستمر.
3- مقاومة الحركة
تعتبر قوة الاحتكاك من القوى التي تعاكس اتجاه حركة الأجسام، وبالتالي تعمل على مقاومة الحركة، فيكون الجهد المبذول للتغلب على هذه القوة أكبر. تعتبر مقاومة الهواء للحركة أحد أنواع قوة الاحتكاك وأحد الأمثلة المهمة عليها. تعمل قوة الاحتكاك على تقليل سرعة الجسم وإبطائها، وقد يتسبب الاحتكاك في إهدار المزيد من الطاقة للتغلب عليها والتحرك بسرعة.
4- فقدان جزء من الطاقة
يعمل الاحتكاك على تحويل الطاقة من شكل إلى آخر، حيث يؤدي إلى تحويل الطاقة الحركية إلى حرارة عند ملامسة الأجسام المتحركة، وبالتالي يتم فقدان جزء من الطاقة الحركية من النظام. ويعتبر هذا الجزء مفقوداً لأن نتيجة هذه العملية هي تباطؤ الأجسام المتحركة وانخفاض سرعتها الأولية، بالإضافة إلى عدم الاستفادة من الطاقة الحرارية الناتجة، ويمكن مثال حركة الموائع في الأنابيب سيتم تقديمها لتوضيح الفكرة. تتعرض السوائل التي تتحرك داخل الأنابيب بسرعة معينة إلى فقدان جزء كبير من طاقتها نتيجة احتكاكها بالأسطح الداخلية الملامسة لها، ويزداد تأثير السائل بدرجة كلما زاد خشونة سطح الأنبوب الداخلي، كلما انخفضت سرعته. أما بالنسبة لفقد السائل جزءا من طاقته الحركية، فهذا يعني بالضرورة الحاجة إلى هدر المزيد من الطاقة إلى المضخات لدفعها عبر الأنابيب.
5- تآكل الأجسام الاحتكاكية
يؤدي الاحتكاك في الآلات إلى تلفها إذا زاد عن الحد المسموح به نتيجة توليد طاقة حرارية بين أجزائها. مثل حركة التروس والبراغي والمقابض، والتي تتآكل، وهذه الحرارة قد تحرق الدوائر الداخلية. كما أن وجودها يؤدي إلى توفير المزيد من الطاقة اللازمة لإنهاء العمل المطلوب تنفيذه. وهذا يتسبب في إهدار الكثير من المال على التدابير الوقائية مثل التشحيم. يعتبر التشحيم من الحلول الجيدة للتغلب على الاحتكاك، حيث أنه يساعد على تقليل الطاقة الحرارية المتولدة منه، كما يساهم في امتصاص جزء منها. قد يعتقد البعض أن الأجزاء المصقولة في الآلات لا تتعرض إلا للتآكل الناتج عن الاحتكاك. هذا ليس صحيحا. علميا كل جزء له درجة معينة من الخشونة حتى لو كانت صغيرة. وعادة ما تظهر هذه العيوب عند التجربة، وتسبب العديد من المشاكل. يمكن تطبيق التشحيم عن طريق وضع مادة التشحيم بين الأسطح الملامسة لزيادة كفاءة الماكينة. ويعتبر الزيت عنصراً أساسياً في هذه المادة، ويتم استخدامها وتستخدم الزيوت الاصطناعية والمعدنية على نطاق واسع في المجالات الصناعية، بينما نادراً ما يتم استخدام الزيوت النباتية بسبب ضعف أدائها في المناخات الباردة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن التغلب على أضرار الاحتكاك من خلال الاعتماد على حركة الأجسام المتدحرجة فوق بعضها البعض. بدلا من الانزلاق.
خاتمة البحث في الاحتكاك
وفي نهاية دراسة الاحتكاك في الفيزياء ناقشنا أهمية الاحتكاك الذي يولد الحرارة، والنتائج المهمة التي نتوصل إليها من خلال اتصال بعض الأجسام الصلبة أو السائلة مع بعضها البعض، والأهم من ذلك كله أننا أيضًا توصل إلى أن هناك أضرار للاحتكاك، ويجب تجنبه مع بعض العناصر أو العناصر. تفاصيل أخرى في الحياة.