تعتبر العوامل المؤثرة في قوة الاحتكاك من الأمور المهمة التي يجب أن تكون على دراية بها نظرًا لأهمية الاحتكاك في حياتنا اليومية، حيث تدخل في العديد من التطبيقات والأفعال اليومية، لذلك عندما تفهم طبيعة وتعريف قوة الاحتكاك والعوامل المؤثرة يمكنك الاستفادة منها أكثر في حياتك اليومية، مما سيجعل الكثير من الأشياء أسهل بالنسبة لك، لذلك سيساعدك على فهم هذه المعلومات وفهم أفضل السبل لتطبيقها لتحقيق أقصى استفادة منها.
حدد قوة الاحتكاك
يعرف الاحتكاك بأنه القوة التي تمنع الأجسام الصلبة من الانزلاق والدحرجة ضد بعضها البعض، والمشي هو أحد أبرز أمثلة الاحتكاك. ينقسم الاحتكاك إلى نوعين، أحدهما يسمى الاحتكاك الساكن والآخر يسمى الاحتكاك. قوى الاحتكاك المتحرك والاحتكاك الساكن هي قوى تحدث بين سطحين مختلفين، بحيث توجد قوى جر بينهما تمنعهما من الانزلاق، وقوى الاحتكاك مفيدة أيضًا عند المشي، حيث تساعدان الشخص على الوقوف على قدميه عند المشي، مما يزيد من سرعته.
حدد معامل الاحتكاك
يُعرَّف معامل الاحتكاك بأنه نسبة قوة الاحتكاك لمقاومة الانزلاق لسطحين لجسمين متلامسين مع قوة الضغط الناشئة عن الطبيعة على هذين الجسمين.
μ = F / N، أين
- يشير الحرف F إلى قوة الاحتكاك
- N تعني القوة الطبيعية.
تُقاس كل من قوة الاحتكاك والقوة العادية بوحدات القوة، وهي نيوتن وأرطال، لذا فإن معامل الاحتكاك ليس وحدة قياس. تختلف قيم معامل الاحتكاك لكل من الاحتكاك الساكن والحركة. الاحتكاك، بينما في احتكاك الحركة، تتعارض قوة الاحتكاك مع قوة الحركة الناتجة عن عدم استقرار الجسم، على سبيل المثال، عندما ينزلق الطوب على طاولة خشبية نظيفة وناعمة، يكون معامل الاحتكاك للحركة حوالي 0.5 وهذا يدل على قوة مساوية لنصف الوزن الإجمالي للطوب لتتمكن من مقاومة الاحتكاك وإبقاء الطوب في حالة حركة بطول ثابت.
العوامل المؤثرة في قوة الاحتكاك
كما أوضحنا سابقًا، تنشأ قوى الاحتكاك من انزلاق مادتين صلبتين ضد بعضهما البعض، لكن هذه القوة تتأثر بعدة عوامل تؤدي إلى زيادتها أو نقصانها، ومن هذه العوامل ما يلي
- نعومة وخشونة الجسم المنزلق حيث يتأثر الاحتكاك في الأجسام بانتظام الجسم أم لا، فإن العلاقة بين خشونة الجسم وقوى الاحتكاك هي علاقة مباشرة، أي تزداد مقاومة الانزلاق. عندما يكون السطح أملسًا وناعمًا بسبب عدم وجود قوى الالتصاق والالتصاق به، بينما تنزلق الأجسام الخشنة ببطء مما يزيد من الاحتكاك.
- نعومة السطح تعتبر آلية الالتصاق بين الأجسام من العوامل الرئيسية المؤثرة في الاحتكاك. ليس من المنطقي أن يكون لديك أسطح ناعمة تمامًا. لكل سطح نسبة معينة من الخشونة، وعندما ينزلق الجسم، تساهم هذه الخشونة في حدوث الاحتكاك.
- القوة بين جسمين في الاتجاه الطبيعي (عمودي على اتجاه الانزلاق) الاحتكاك يتناسب طرديا مع القوة الطبيعية المطبقة على الجسم. وفق المعادلة التالية [f = μ * N، حيث μ هي معامل الاحتكاك]…
- وزن الجسم الاحتكاك يتناسب طرديًا مع وزن الأجسام الملامسة، لأن القوة التي تُرى في الاتجاه الطبيعي هي وزن الجسم، حيث يقل الاحتكاك مع انخفاض وزن الجسم وزيادة وزن الجسم. تضخم الجسم.
- شكل الجسم كثير من الناس يجهلون أن هناك احتكاكًا بين جزيئات الغازات والسوائل، لكنه ضعيف جدًا مقارنة بالاحتكاك بين المواد الصلبة بين أجسامهم والماء.
- نوع الاحتكاك (التدحرج / الانزلاق) يتأثر الاحتكاك أيضًا بنفس نوع الاحتكاك. إذا كانت صالة الألعاب الرياضية تدور، يكون الاحتكاك أقل مما يحدث عندما ينزلق الجسم. على سبيل المثال، استخدام الإطارات الدائرية على كلا العجلتين. وتساعد السيارات في تقليل الاحتكاك، الأمر الذي يترجم إلى سرعات أعلى.
- حالة مادة السطح المنزلقة (صلبة / سائلة) في وجود السوائل، يكون الاحتكاك غالبًا أقل من الاحتكاك الذي لا يحتوي على مادة سائلة. الاحتكاك بين المادة الصلبة والسائلة يسمى احتكاك السوائل. على سبيل المثال، يستخدم الناس الزيت لتقليل الاحتكاك بين مفصلات الأبواب لأن الزيت مادة سائلة تقلل الاحتكاك.
وظيفة قوة الاحتكاك
نظرًا لأهمية قوة الاحتكاك اليوم، فإنها تخدم العديد من الوظائف، بما في ذلك ما يلي
- تساعد قوى الاحتكاك بين حذاء الشخص وسطح الطريق على المشي، وكلما زاد الاحتكاك بين السطح وأقدام الشخص، زادت سرعته.
- يؤدي الاحتكاك أيضًا إلى انزلاق إطارات السيارات بدلاً من التسبب في توقفها عن الحركة. يزيد التصميم المموج للإطارات من سرعتها عن طريق زيادة قوة الاحتكاك بسبب العلاقة المباشرة بين خشونة الجسم والاحتكاك.
- يؤدي الاحتكاك بين تيل الفرامل والأسطوانة إلى توقف السيارة.
- يساعد الاحتكاك بين الطباشير والسيرة الذاتية على الكتابة عليها.
ما هي قوانين الاحتكاك
تخضع قوى الاحتكاك لخمسة قوانين أساسية
- النسبة بين القوة العمودية والاحتكاك لجسم متحرك.
- تؤثر طبيعة السطح المحكم لجسم ما على قوى الاحتكاك.
- إذا كانت هناك منطقة تلامس بين جسدين، فإن الاحتكاك بينهما لا يعتمد على منطقة التلامس.
- الاحتكاك الحركي والسرعة منفصلان ومستقلان عن بعضهما البعض.
- معامل الاحتكاك في الاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك في احتكاك الحركة.
يتم تطبيق قوانين احتكاك جسدين عالقين معًا كما هو موضح في السطور التالية
- في حالة عدم ثبات الأجسام المتصلة ببعضها البعض، بل هي أجسام منزلقة، تعتبر هذه الحالة احتكاكًا حركيًا ويتم التعبير عنها على النحو التالي
أين تعبر
- F k = حول الاحتكاك الحركي
- µ ك = حول معامل الاحتكاك الحركي
- N = قوة رد الفعل العادية المطبقة.
اتجاه هذا الاحتكاك الحركي بالنسبة للجسم هو عكس اتجاه السرعة النسبية بين كل من الجسم الأول والجسم الثاني، وافترض، على سبيل المثال، أن الجسم الأول يتحرك في اتجاه الجسم الثاني، ثم ستؤثر قوة الاحتكاك الناتجة عن الجسم الأول سلبًا على الجسم الثاني.
وإذا لم يمنحك الجسم حركة نسبية بينه وبين الأجسام الأخرى، فإن الاحتكاك الذي يحدث بينهما يسمى الاحتكاك الساكن، وهو يساوي الاحتكاك الحركي أو أقل منه، وليس ما نفكر فيه بشأن الاحتكاك الساكن الذي تم إصلاحه. ومعاني معينة. بدلاً من ذلك، تتغير قيمه، لكنها تظل دائمًا أقل من الاحتكاك الحركي. وعندما تكون التفاعلات العادية متشابهة، لا يتم الاعتماد على قوى الاتصال لأنها سوداء في الاحتكاك الحركي أو الساكن.
وهنا انتهينا من الحديث عن العوامل المؤثرة في قوة الاحتكاك، حيث أن هذه من أهم القوى التي تزعج الإنسان في حياته اليومية، لأنها تؤثر عليه فعلاً في مختلف القضايا، ويعتمد عليها الشخص بشكل كامل في أداء وظائفه. ممارساته الطبيعية أفضل.