أنواع الاحتكاك التي نتحدث عنها في هذا المقال. كما نذكر لكم فقرات أخرى متنوعة مثل مفهوم الاحتكاك وفوائد الاحتكاك. كل هذا وأكثر ستجده في هذا المقال. في الختام، معامل الاحتكاك. تابع السطور التالية.
أنواع الاحتكاك
1- الاحتكاك الانزلاقي
الاحتكاك المنزلق هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأجسام عندما تنزلق على سطح ما. الاحتكاك المنزلق أضعف من الاحتكاك الساكن، ولهذا السبب يكون من الأسهل تحريك قطعة أثاث على الأرض بعد أن بدأت في التحرك بدلاً من تحريكها في المقام الأول. يمكن أن يكون الاحتكاك المنزلق مفيدًا، على سبيل المثال، يمكنك استخدام الاحتكاك المنزلق عند الكتابة بقلم رصاص، حيث ينزلق قلم الرصاص بسهولة على الورقة، ولكن يكون هناك احتكاك كافٍ بين القلم الرصاص والورقة لترك علامة.
2- الاحتكاك الساكن
يؤثر الاحتكاك الساكن على الأشياء عندما تكون على سطح ما، على سبيل المثال، إذا كنت تتنزه في الغابة، فهناك احتكاك ساكن بين حذائك والمسار في كل مرة تضع فيها قدمك، وبدون هذا الاحتكاك الساكن، سوف تنزلق قدمك من تحتك، مما يجعل المشي صعبًا، هذا ماذا يحدث إذا حاولت المشي على الجليد؟ وذلك لأن الجليد زلق للغاية ولا يسبب سوى القليل من الاحتكاك. وهذا الاحتكاك يساعد الإنسان على المشي. أحد الأمثلة على الاحتكاك الساكن هو الاحتكاك الذي يساعد الأشخاص على تسلق الجدار الصخري، ويمنع الاحتكاك الساكن أيديهم وأقدامهم من الانزلاق.
3-احتكاك السوائل
احتكاك السوائل هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأجسام التي تتحرك عبر السائل. السائل عبارة عن مادة يمكن أن تتدفق وتأخذ شكل الوعاء الذي توجد فيه. ويشمل السوائل والغازات. إذا سبق لك أن حاولت دفع يدك المفتوحة عبر الماء في حوض الاستحمام أو حمام السباحة، فقد عانيت من احتكاك السوائل، ويمكنك أن تشعر بمقاومة الماء على يدك، وعند النظر إلى لاعب القفز بالمظلات، فهو السقوط على الأرض بالمظلة. تعمل مقاومة الهواء للمظلة على إبطاء هبوطه، وكلما كان الجسم المتحرك أسرع أو أكبر. ، زاد احتكاك السائل المقاوم لحركته، ولهذا السبب تكون مقاومة الهواء ضد المظلة أكبر من مقاومة جسم اللاعب.
4- الاحتكاك المتداول
الاحتكاك المتداول هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأشياء عندما تتدحرج على سطح ما. الاحتكاك المتداول أضعف بكثير من الاحتكاك المنزلق أو الساكن، وهو ما يفسر سبب استخدام معظم أشكال النقل البري للعجلات، بما في ذلك الدراجات والسيارات والعجلات الأربع والزلاجات الدوارة والدراجات البخارية وألواح التزلج.
مفهوم الاحتكاك
الاحتكاك هو مقاومة الحركة التي تحدث عندما يتلامس جسم صلب مع جسم آخر. القوة التي تكون موازية ومعاكسة لاتجاه الحركة تسمى قوة الاحتكاك. إذا تم تطبيق قوة (F) على جسم لتحريكه، يتم إنتاج نوعين من قوى الاحتكاك. القوة الأولى تمنع الجسم من الحركة لعدة ميلي ثانية قبل أن يبدأ في الحركة وتسمى قوة الاحتكاك الساكن. والقوة الأخرى هي القوة التي تظل عائقاً أمام حركة الجسم أثناء حركته وتسمى قوة الاحتكاك الحركي. قوة الاحتكاك الحركي أقل من أو تساوي قوة الاحتكاك الساكن.
-هناك قانونان معروفان على نطاق واسع في مجال الاحتكاك. القانون الأول يقول أن قوة الاحتكاك لا تتعلق بسطح التلامس بين الأجسام، والقانون الثاني يقول أن قوة الاحتكاك تتناسب طرديا مع القوة المنتظمة W المتولدة بين الأجسام المتلامسة. وتسمى هذه القوانين “قوانين أمونتون” نسبة إلى المهندس الفرنسي أمونتون الذي قدم هذه القوانين عام 1699. ويتيح قانون الاحتكاك الثاني تعريف معامل الاحتكاك على الصورة: {\displaystyle F=\mu W}{ \displaystyle F=\mu W} } حيث {\displaystyle \mu }{\displaystyle \mu } هو ثابت يعرف بثابت الاحتكاك، ويتعلق بنوع الجسمين المتلامسين وتحت ظروف العمل ( درجة الحرارة – رطوبة معينة – الضغط – سرعة الانزلاق .
فوائد الاحتكاك
1- يساعد الاحتكاك على إتمام عمليات اللحام
تحتاج عملية اللحام لعدة أمور أساسية في حياتنا. مثل لحام الجسور وغيرها. كما أن الحرارة الناتجة عن احتكاك الأجسام المراد لحامها تساعد في جعلها أكثر مرونة، ولحامها قبل أن تبرد وتعود إلى طبيعتها الصلبة. يقلل الاحتكاك من الأضرار التي قد تسببها الرياح القوية، حيث أن التضاريس الطبيعية والمباني والأشجار كلها أجسام تصطدم بالرياح، مما يحدث احتكاكاً بينها، مما يقلل من التأثيرات السلبية لهذه الرياح.
2- الاحتكاك الساكن يمنع الانزلاق
وينشأ الاحتكاك عندما يستقر جسم على سطح ما أو يتلامس معه، كالمشي في الشارع مثلاً، أو الصعود إلى قمة جبل. وبدون هذا الاحتكاك الساكن، سوف تنزلق أقدام المشاة كما لو كان يمشي على لوح من الجليد، حيث يكون الاحتكاك الساكن معدوماً أو في حده الأدنى، فيعمل الاحتكاك على خلق قوة لتثبيت القدمين على سطح الأرض، منع السقوط.
3- الاحتكاك يحمي الكوكب من النيازك والكويكبات التي قد تدمره
يؤدي احتكاك الغلاف الجوي بالحطام الفضائي إلى إبطاء سرعة هذا الحطام، بل ويمكن أن يؤدي إلى تفككه بالكامل.
4- الاحتكاك الدوراني يحافظ على توازن حركة المركبة
تنشأ في الاحتكاك المتداول قوة مضاعفة، والتي تؤثر بدورها على الجزء العلوي من أي جسم على غرار بقية الأجزاء، مثل حركة العجلة في الشارع. تسمى هذه القوة بمقاومة التدحرج أو السحب المتدحرج، ويتم تطبيق هذه القوة على العجلة أثناء تحركها على السطح، مما يمنع البكرات من الانزلاق. علية.
5- احتكاك السوائل يساعد الطائرات على الطيران والمظلات على الطفو
تنطبق قوة الاحتكاك على الأجسام غير الصلبة مثل الماء والهواء والغازات. للهواء سمك أو احتكاك داخلي يسمى اللزوجة. ويحدث احتكاك السوائل عندما يتلامس الهواء المحيط بجناح الطائرة، على سبيل المثال، مع طبقات الهواء فوقه، مما يؤدي إلى توازن الطائرة ويجعلها مستقرة في الهواء. وهذه القوة يقاومها الجزء الداخلي من المظلة للهبوط. ثابت عندما ينزلق الطائر على الأرض.
6- الاحتكاك المنزلق يساعد على توقف المركبات
بعد الضغط على مكابح السيارة، يساعد الاحتكاك المنزلق على توقفها، حيث تضغط المكابح على الجزء الداخلي من أسطوانة المكابح، مما يولد قوة احتكاك تؤدي إلى إبطاء سرعة السيارة. الأمر نفسه ينطبق على المكابح المطاطية للدراجة، وينطبق الشيء نفسه عندما يسمح الاحتكاك لسن قلم الرصاص بالتحرك على الورقة أثناء الكتابة، مما يترك التأثير المطلوب عند استخدامه.
معامل الاحتكاك
معامل الاحتكاك هو كمية عددية تستخدم للتعبير عن النسبة بين قوة الاحتكاك بين جسمين وقوة الضغط بينهما، وليس له وحدة قياس. ويعتمد ذلك على مواد الجسمين، فمثلا الجليد على المعدن له معامل احتكاك منخفض (أي ينزلقان فوق بعضهما البعض بسهولة). أما المطاط الموجود على الأسفلت، فهو يتمتع بمعامل احتكاك عالي جدًا (لا ينزلق على بعضه البعض)، انظر الجدول. μS السطح 2 السطح 1 0.06 الخشب الثلجي 0.02 – 0.1 النحاس الجليدي 0.07 المعدن (المشحم) المعدن 0.25 خشب البلوط خشب البلوط 0.5 – 0.9 الخرسانة (الرطبة) المطاط 0.7 – 1 الخرسانة الجافة المطاط.
يعتبر معامل الاحتكاك كمية تجريبية، أي أنه يجب قياسه بالتجربة ولا يمكن حسابه باستخدام المعادلات الرياضية. كما أن معظم المواد الجافة مع بعضها البعض تعطي معامل احتكاك بين 0.3 و 0.6، ومن الصعب الحصول على قيمة خارج هذا النطاق. وقيمة 0 لمعامل الاحتكاك تعني عدم وجود احتكاك على الإطلاق وأن الجسمين سينزلقان على بعضهما البعض إلى ما لا نهاية. معامل الاحتكاك الساكن أكبر من الحركي لأن النتوءات والفجوات الموجودة بين أسطح الأجسام المتجاورة تتداخل مع بعضها البعض مما يجعل السطحين يقاومان الانزلاق، أما إذا بدأ الجسم بالانزلاق فلن يكون هناك الوقت اللازم حتى يتلامس السطحان مع بعضهما البعض بشكل كامل. نرمز لها بالرمز Fr للاحتكاك المقاوم وFm للاحتكاك المتحرك.