العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك، من الأمور المهمة التي يجب معرفتها أهمية الاحتكاك في حياتنا اليومية ، حيث يدخل في العديد من التطبيقات وأنشطة الحياة اليومية ، لذلك عندما تفهم طبيعة قوة الاحتكاك وتعريفها والعوامل التي تؤثر عليها ، يمكنك استفد منها بشكل أفضل في حياتك اليومية ، مما يسهل عليك الكثير من الأشياء ، لذلك سيساعدك موقعنا على فهم تلك المعلومات ، وفهم كيفية تطبيقها بشكل أفضل لتحقيق أقصى استفادة منها.
تعريف قوة الاحتكاك
تعرف قوة الاحتكاك بأنها القوة التي تمنع الأجسام الصلبة من الانزلاق والدحرجة على بعضها البعض ، ويعتبر المشي من أبرز أمثلة الاحتكاك ، ويتأثر الاحتكاك بقوى تسمى قوى الالتصاق والتماسك وهي القوى. ناتج عن التجاذب بين جسمين ويحدث في مناطق التلامس الخاصة على الأسطح المختلفة ، وتنقسم القوى. التي تنشأ بين سطحين مختلفين ، لذلك هناك قوى التصاق بينهما تمنعهما من الانزلاق ، كما أن الاحتكاك القوي مفيد أيضًا عند المشي حيث يساعد الإنسان على الالتصاق بقدمه عند المشي مما يزيد من سرعته
تنشأ قوة مقاومة بين أسطح الأشياء الملامسة
تعريف معامل الاحتكاك
يُعرَّف معامل الاحتكاك بأنه نسبة قوة الاحتكاك الخاصة بمقاومة الانزلاق لسطحين لجسمين متلامسين مع قوة الضغط الناشئة عن الطبيعة على هذين الجسمين ، ويُرمز لها بالرمز μ في اليونانية والرمز mu في الرياضيات ويعبر عنها بالمعامل التالي:
μ = F / N حيث ن
- يشير الحرف F إلى قوة الاحتكاك
- N تعني القوة الطبيعية.
وكلا من قوة الاحتكاك والقوة الطبيعية تقاسان بوحدات قياس القوة وهما النيوتن والجنيه ، لذلك فإن معامل الاحتكاك بدون وحدة قياس ، وقيم معامل يختلف الاحتكاك بين الاحتكاك الساكن والاحتكاك المتحرك.في الاحتكاك الساكن ، تكون قوة الاحتكاك هي مقاومة القوة المطبقة على الجسم ، والتي تجعل الجسم يظل ثابتًا ، بينما في الاحتكاك المتحرك ، تقاوم قوة الاحتكاك قوة الحركة الناتجة من عدم استقرار الجسم ، على سبيل المثال عندما تنزلق قوالب الطوب على طاولة نظيفة وناعمة مصنوعة من الخشب ، يصل معامل الاحتكاك المتحرك إلى 0.5 تقريبًا ، مما يشير إلى وجود قوة تساوي نصف الوزن الإجمالي لقوالب الطوب لذلك يمكنك مقاومة الاحتكاك ومواصلة حركة الطوب بطول ثابت.
والملكوه مسئول عن وقف حركة الجثث
العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك
كما أوضحنا سابقًا ، تنشأ قوى الاحتكاك نتيجة انزلاق جسمين صلبين فوق بعضهما البعض ، لكن هذه القوة تتأثر بعدة عوامل تؤدي إلى زيادتها أو نقصانها ، ومن بين هذه العوامل ما يلي:
- نعومة وخشونة الجسم المنزلق: حيث يتأثر الاحتكاك في الأجسام بانتظام الجسم ، تكون العلاقة بين خشونة الجسم وقوى الاحتكاك علاقة مباشرة ، أي تزداد مقاومة الانزلاق عندما يكون السطح أملسًا وناعمًا بسبب نقصه. من قوى التماسك والالتصاق بها ، بينما تنزلق الأجسام الخشنة ببطء ، مما يزيد الاحتكاك.
- نعومة السطح: تعتبر آلية التشابك بين الأجسام من العوامل الرئيسية المؤثرة في الاحتكاك ، فليس من المنطقي أن يكون لديك أسطح ملساء تمامًا ، لأن كل سطح له نسبة خشونة ، وعندما ينزلق الجسم ، فإن هذه الخشونة تساعد على حدوث الاحتكاك.
- القوة بين الجسمين في الاتجاه الطبيعي (عمودي على اتجاه الانزلاق)عمودي على اتجاه الانزلاق: يدخل الاحتكاك في علاقة مباشرة مع القوة الطبيعية المؤثرة على الجسم ، في الاتجاه الطبيعي وهو الاتجاه العمودي للمستوى المنزلق ، وتزيد القوة المؤثرة على الجسم من الاحتكاك ، وبالتالي يزداد الاحتكاك في هذه الحالة ، وفقًا لـ المعادلة التالية: [f = μ * N، حيث μ هي معامل الاحتكاك].
- وزن الجسم: الاحتكاك يتناسب طرديًا مع وزن الأجسام الملامسة ، لأن القوة التي يتم ملاحظتها في الاتجاه الطبيعي تمثل وزن الجسم ، حيث يقل الاحتكاك مع انخفاض وزن الجسم وزيادة وزن الجسم. .
- شكل الجسم: ما لا يعرفه الكثير من الناس هو أن هناك احتكاكًا بين جزيئات الغازات والسوائل أيضًا ، لكنه ضعيف جدًا مقارنة بالاحتكاك بين الأجسام الصلبة. في السوائل ، على سبيل المثال ، يؤثر تصميم الجسم على الاحتكاك .. والماء
- نوع الاحتكاك المتضمن (التدحرج / الانزلاق)التدحرج / الانزلاق: يتأثر الاحتكاك أيضًا بنوع الاحتكاك نفسه.إذا كانت الصالة الرياضية متدحرجة ، يكون الاحتكاك أقل مما لو كان الجسم منزلقًا. على سبيل المثال ، استخدام الإطارات الدائرية في كل من العجلات والسيارات يساعد على تقليل الاحتكاك مما يسبب زيادة سرعتها.
- حالة المادة السطحية المنزلقة (صلبة / سائلة)صلبة / سائلة: الاحتكاك في وجود السوائل عادة ما يكون أقل من الاحتكاك الذي لا يحتوي على مادة سائلة ، ويسمى الاحتكاك بين مادة صلبة ومادة سائلة الاحتكاك السائل ، على سبيل المثال ، يستخدم الناس الزيت لتقليل الاحتكاك بين الباب المفاصل لأن الزيت مادة سائلة تقلل من الاحتكاك.
أي مما يلي يقلل الاحتكاك؟
وظيفة قوة الاحتكاك
ونظراً لأهمية قوة الاحتكاك اليوم فلها وظائف عديدة منها ما يلي:
- تساعد قوى الاحتكاك بين حذاء الشخص وسطح الطرق على المشي وكلما زاد الاحتكاك بين السطح وقدمي الشخص زادت سرعته.
- كما يساعد الاحتكاك إطارات السيارة على الانزلاق بدلاً من الانزلاق مما يتسبب في توقفها عن الحركة ، كما أن تصميم الإطارات المتموجة يزيد من سرعتها نتيجة زيادة قوة احتكاكها نتيجة العلاقة المباشرة بين كل من الخشونة. من الجسد والاحتكاك.
- يتسبب الاحتكاك بين بطانة الفرامل والأسطوانة في توقف السيارة.
- الاحتكاك بين الطباشير والقلم يجعل الكتابة عليها ممكنة.
تسمى قوة الجاذبية التي تسحب بها الأرض الأشياء نحوها
ما هي قوانين الاحتكاك؟
لقوى الاحتكاك خمسة قوانين أساسية على النحو التالي:
- النسبة بين القوة الرأسية والاحتكاك للجسم المتحرك.
- تؤثر طبيعة السطح الملموس للجسم على قوى الاحتكاك.
- إذا كانت هناك منطقة تلامس بين جسدين ، فإن الاحتكاك بينهما يكون مستقلاً عن منطقة التلامس.
- يتم فصل كل من الاحتكاك الحركي والسرعة وكل منهما مستقل بذاته.
- معامل الاحتكاك في الاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك في الاحتكاك المتحرك.
وتطبق قوانين الاحتكاك على الأجسام التي تلتصق ببعضها البعض كما هو موضح في السطور التالية:
- إذا كان الجسم المتصل ببعضه البعض ليس ثابتًا ولكنه أجسام منزلقة ، فإن هذا الشرط يعتبر احتكاكًا حركيًا ويتم التعبير عنه بالمعادلة التالية:
حيث يعبر كل من:
- F k = حول الاحتكاك الحركي
- µ ك = معامل الاحتكاك الحركي
- N = قوة رد الفعل الطبيعية المطبقة.
وسيكون اتجاه هذا الاحتكاك الحركي للجسم معاكسًا لاتجاه السرعة النسبية بين كلا الجسمين الأول والجسم الثاني ، وافترض على سبيل المثال أن الجسم الأول يتحرك في اتجاه الجسم الثاني ، قوة الاحتكاك الناتج عن الجسم الأول سيكون له تأثير سلبي على الجسم الثاني.
وإذا لم يمنحك الجسم حركة نسبية بينه وبين الأجسام الأخرى ، فإن الاحتكاك الذي ينشأ بينهما يسمى الاحتكاك المستمر ، وهو يساوي أو أقل من الاحتكاك الحركي ، وليس كما نعتقد في الاحتكاك الساكن أن لها قيم ثابتة ومحددة ، بل تتغير قيمها ، لكنها تظل دائمًا أقل من الاحتكاك الحركي وعندما يكون التفاعل الطبيعي متشابهًا ، لا يتم الاعتماد على قوى التلامس في الاحتكاك الحركي أو الساكن.
وهنا انتهينا من الحديث عنه العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاكحيث أنها من أهم القوى التي تهم الإنسان في حياته اليومية لأنها تمسه فعلاً في مختلف الأمور ويعتمد عليها الإنسان ككل في القيام بممارساته الطبيعية بشكل أفضل.