العوامل المؤثرة في قوة الاحتكاك، من الأمور المهمة التي يجب معرفتها حول أهمية الاحتكاك في حياتنا اليومية حيث إنها تغزو العديد من استخدامات وأنشطة الحياة اليومية، والعوامل التي تؤثر عليها، يمكنك الاستفادة منها بشكل أفضل في حياتك اليومية، مما يجعل الكثير من الأشياء أسهل بالنسبة لك. لذا ستساعدك الصفحة ترينداتية على فهم هذه المعلومات وكيف يمكنك تطبيقها بشكل أفضل لتحقيق أقصى استفادة منها.
جدول المحتويات
حدد قوة الاحتكاك
تُعرَّف قوة الاحتكاك بأنها القوة التي تمنع الأجسام الصلبة من الانزلاق والدحرجة على بعضها البعض، والمشي هو أحد أشهر أمثلة الاحتكاك. ينقسم الاحتكاك إلى نوعين، نوع يسمى الاحتكاك الساكن ونوع آخر هو الاحتكاك الحركي وقوى الاحتكاك الساكن هي قوة تنشأ بين سطحين مختلفين، بحيث توجد قوى لاصقة بينهما تمنع الانزلاق، وتكون قوى الاحتكاك كما أن المشي مفيد لأنه يساعد الشخص على الوقوف على قدميه أثناء المشي مما يزيد من سرعته.[1]
قوة المقاومة التي تنشأ بين أسطح الأشياء الملامسة
حدد معامل الاحتكاك
يُعرَّف معامل الاحتكاك بأنه نسبة قوة الاحتكاك إلى مقاومة الانزلاق لسطحين لجسمين متلامسين مع قوة الضغط الطبيعية على هذين الجسمين.[1]
μ = F / N، أين
- يشير الحرف F إلى قوة الاحتكاك
- N تعني القوة الطبيعية.
تُقاس كل من قوة الاحتكاك والقوة العادية بوحدات قياس القوة، وهي نيوتن وأرطل، لذا فإن معامل الاحتكاك ليس وحدة قياس. تختلف قيم معامل الاحتكاك بين الاحتكاك الساكن والحركة، بينما في الاحتكاك المنزلق تقاوم قوة الاحتكاك قوة الحركة الناتجة عن عدم استقرار الجسم، على سبيل المثال، عندما ينزلق الطوب على طاولة خشبية نظيفة وناعمة، معامل الاحتكاك الانزلاقي هو حوالي 0.5، مما يشير إلى أن هذه القوة تساوي نصف الوزن الإجمالي للحجارة لتحمل الاحتكاك والحفاظ على حركة الحجارة بطول ثابت.
ملوح مسؤول عن إيقاف حركة الجثث
العوامل التي تؤثر على قوة الاحتكاك
كما أوضحنا سابقاً، تنشأ قوى الاحتكاك من انزلاق جسدين صلبين فوق بعضهما البعض، لكن هذه القوة تتأثر بعدة عوامل تؤدي إلى زيادتها أو نقصانها، وتشمل هذه العوامل ما يلي[2]
- نعومة وخشونة الجسم المنزلق حيث يتأثر الاحتكاك في الأجسام أو لا يتأثر بانتظام الجسم، تكون العلاقة بين خشونة الجسم وقوى الاحتكاك علاقة مباشرة، أي تزداد مقاومة الانزلاق عندما يكون السطح بسبب نقص التماسك – وتكون قوى الالتصاق ناعمة وسلسة، بينما تنزلق الأجسام الخشنة ببطء، مما يزيد من الاحتكاك.
- نعومة السطح آلية التشابك بين الأجسام هي أحد العوامل الرئيسية في الاحتكاك. ليس من المنطقي أن يكون لديك أسطح ناعمة تمامًا. كل سطح له نسبة خشونة، وعندما ينزلق الجسم، تساهم هذه الخشونة في الاحتكاك.
- القوة بين الجسمين في اتجاههما (عموديًا على اتجاه الانزلاق) يرتبط الاحتكاك ارتباطًا مباشرًا بالقوة الطبيعية المؤثرة على الجسم وفقًا للمعادلة التالية [f = μ * N، حيث μ هي معامل الاحتكاك].
- وزن الجسم الاحتكاك يتناسب طرديًا مع وزن الأجسام الملامسة، لأن القوة الملحوظة في الاتجاه الطبيعي تمثل وزن الجسم، لأن الاحتكاك يتناقص مع تناقص وزن الجسم ويزداد مع زيادة وزن الجسم.
- شكل الجسم ما لا يعرفه الكثير من الناس هو أن هناك أيضًا احتكاكًا بين جزيئات الغاز والسائل، لكن هذا ضعيف جدًا مقارنة بالاحتكاك بين المواد الصلبة والماء.
- نوع الاحتكاك (التدحرج / الانزلاق) يتأثر الاحتكاك أيضًا بنفس نوع الاحتكاك. عندما تدور صالة الألعاب الرياضية، يكون الاحتكاك أقل من احتكاك الجسم. على سبيل المثال، يساعد استخدام الإطارات الدائرية المتدحرجة في كل من العجلات والسيارات على تقليل الاحتكاك مما يؤدي إلى زيادة السرعة.
- حالة مادة السطح المنزلقة (صلبة / سائلة) في وجود السوائل يكون الاحتكاك غالبًا أقل من الاحتكاك بدون سائل، ويسمى الاحتكاك بين المادة الصلبة والسائلة الاحتكاك السائل، على سبيل المثال، يستخدم الناس الزيت لزيادة الاحتكاك بين مفصلات الأبواب حيث أن الزيت مادة سائلة تقلل من الاحتكاك.
أي من الإجراءات التالية يقلل الاحتكاك
دالة قوة الاحتكاك
نظرًا لأهمية قوة الاحتكاك اليوم، فإن لها وظائف عديدة، من بينها ما يلي
- تساعد قوى الاحتكاك بين حذاء الشخص وسطح الطريق في المشي، وكلما زاد الاحتكاك بين السطح وأقدام الشخص، زادت سرعته.
- كما يساعد الاحتكاك إطارات السيارة على الانزلاق بدلاً من الانزلاق مما يتسبب في توقفها عن الحركة، ويزيد البناء المموج للإطارات من سرعتها نتيجة زيادة قوة الاحتكاك نتيجة العلاقة المباشرة بين خشونة الجسم والاحتكاك.
- تتوقف السيارة بسبب الاحتكاك بين بطانة الفرامل والأسطوانة.
- سيساعدك الاحتكاك بين الطباشير والسيرة الذاتية على الكتابة عليها.
تسمى قوة الجاذبية التي تسحب بها الأرض الأشياء تجاه نفسها
ما هي قوانين الاحتكاك
لقوى الاحتكاك خمسة قوانين أساسية
- العلاقة بين القوة العمودية واحتكاك الجسم المتحرك.
- تؤثر طبيعة السطح المهيكل لجسم ما على قوى الاحتكاك.
- إذا كان هناك سطح تلامس بين جسمين، فإن الاحتكاك بينهما يكون مستقلاً عن سطح التلامس.
- الاحتكاك الحركي والسرعة منفصلان ومستقلان عن بعضهما البعض.
- معامل الاحتكاك للاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك للاحتكاك الانزلاقي.
يتم تطبيق قوانين احتكاك جسدين مرتبطين ببعضهما كما هو موضح في السطور التالية
- إذا لم تكن الأجسام المرتبطة ببعضها البعض أجسامًا ثابتة ولكنها منزلقة، فيُشار إلى هذه الحالة على أنها احتكاك منزلق ويتم التعبير عنها بالعلاج التالي
حيث تتقاطع
- F k = الاحتكاك الحركي التقريبي
- µ ك = فوق معامل الاحتكاك الانزلاقي
- N = قوة رد الفعل المطبقة بشكل طبيعي.
اتجاه هذا الاحتكاك الحركي بالنسبة للجسم هو عكس اتجاه السرعة النسبية بين الجسم الأول والجسم الثاني، ويفترض، على سبيل المثال، أن الجسم الأول يتحرك في اتجاه الجسم الثاني، ثم أن قوة الاحتكاك الناتجة عن الأفعال الأولى تؤثر سلبًا على الجسم الثاني.
وإذا لم يكن لدى الجسم أي حركة نسبية بينه وبين الأجسام الأخرى، فإن الاحتكاك الذي ينشأ بينهما يسمى الاحتكاك الساكن ويساوي الاحتكاك المنزلق أو أقل منه، وليس كما نفكر في الاحتكاك الساكن، فهو كذلك قيم ثابتة ومحددة. بدلاً من ذلك، تتغير قيمه، لكنه يظل دائمًا أصغر من الاحتكاك المنزلق. وإذا كان التفاعل الطبيعي مشابهًا، فلن يتم استخدام قوى التلامس كسواد في الاحتكاك المنزلق أو الاحتكاك الساكن.[4]
وهنا انتهينا من العوامل التي تؤثر على قوة الاحتكاك لأنها من أهم القوى التي تؤثر على الإنسان في حياته اليومية لأنها تمسه فعلاً في مختلف الأمور ويعتمد عليها الإنسان اعتمادًا كليًا في الأداء لأداء ممارساته الطبيعية. أفضل.