تعريف قوة الاحتكاك
تعريف قوة الاحتكاك هي القوة الناتجة عند تلامس سطح جسم مع سطح جسم اخر حيث تعمل مع الحركة وعكسها من خلال مقالنا سنتحدث حول هذا الموضوع بدقة أكثر.
محتويات الموضوع
تعريف قوة الاحتكاك
تُعرّف قوّة الاحتكاك (بالإنجليزية: Frictional force) على أنّها القوة التي تُعاكس الحركة وتُمانعها، وتنشأ هذه القوة عند تلامس سطح جسم مع سطح جسم آخر، وتُعتبر هذه القوة قوّةً فاقدةً عكسيّة تُقلّل من الشغل الناتج عن القوة الدافعة، ففي الآلات الميكانيكية كالسيارات هناك جزء من الطاقة يُستخدم لتقليل أثر قوّة الاحتكاك، ورغم ذلك فإنّ لهذه القوة فوائد عديدة فهي تُحافظ على إطارات السيارات كي تبقى على مسارها خلال قيادة السيارات، وتُعدّ أساساً لفكرة إشعال أعواد الثقاب.
تعريف معامل الاحتكاك
معامل الإحتكاك هو كمية عددية تستخدم للتعبير عن النسبة بين قوة الإحتكاك بين جسمين و القوة الضاغطة بينهما و ليس له وحدة قياس و يعتمد على مادتي الجسمين مثلا الجليد على. يكون معامل الاحتكاك السكوني أكبر قليلا من معامل الاحتكاك الحركي. الاحتكاك هو قوة تقاوم الحركة النسبية ويحدث عند السطح البيني بين الأجسام ويحدث أيضا داخل الأجسام كما هو الحال في حالة السوائل وتم صياغة مفهوم معامل الاحتكاك لأول.
شاهد ايضا: تعريف قوة تكنولوجية
العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك
تُعرف قوة الاحتكاك (بالإنجليزية: Friction Force) على أنها القوة التي تُمانع الحركة وتعيقها، تنشأ بين السطحين المتلامسين نتيجة التجاذب الكهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة في السطحين، وتعتمد على العديد من العوامل مثل ملمس السطحين، والقوة العمودية، ومعامل الاحتكاك، وغيرها، وفيما يلي ذكر لهذه العوامل، وتوضيح كيفية تأثيرها على -قوة الاحتكاك:
-ملمس الجسم المتحرك
تعتمد قوة الاحتكاك على ملمس الجسم المتحرك؛ أي على خشونة ونعومة الجسم المتحرك، فإذا كان الجسم خشنًا، زاد الاحتكاك وبالتالي أصبحت حركته مقيّدة، وإذا كان سطح الجسم أكثر نعومة، قل الاحتكاك وكانت حركته أكثر سلاسة؛ فعلى سبيل المثال، يمكن لكرة ملساء أن تقطع مسافة أطول من كرة خشنة على نفس السطح.
-ملمس السطح
تعتمد قوة الاحتكاك على طبيعة أو ملمس السطح الملامس للجسم المتحرك؛ فإذا كان السطح خشنًا، يكون الاحتكاك الناتج عن حركة الجسم أكبر مقارنة بالسطح الأكثر نعومة؛ فعلى سبيل المثال، يكون السير على طريق مليء بالحصى أكثر صعوبة من السير على طريق مسطّح وأكثر نعومة.
ولكن هذا لا يعني عدم وجود قوة احتكاك بين السطحين الأملسين؛ إذ يتناقص الاحتكاك مع ازدياد نعومة الأسطح، ولكن إلى درجة محددة فقط؛ لأن الاحتكاك يزداد فعليًا بين السطحين الأملسين بسبب زيادة القوى الكهروستاتيكية الجذّابة بين ذراتهما.
-شكل الجسم المتحرك
لا يقتصر وجود قوة الاحتكاك على الأسطح الصلبة، فهي تتواجد في الأوساط السائلة والغازية أيضًا، ولكنها تكون في هذه الأوساط أقل مقارنة بالأسطح الصلبة، ويلعب شكل الجسم المتحرك في هذه الأوساط دورًا مهمًا في التأثير على قوة الاحتكاك، إذ يحدّد شكل الجسم وتصميمه مساحة سطح الجسم المتحرك الملامس للسطح أو للوسط الذي يتحرك فيه؛ فعلى سبيل المثال إذا كان شكل الجسم انسيابياً أثناء الحركة في الماء أو الهواء، فسوف يواجه قوة احتكاك أقل من أي
-القوة العمودية
تعتمد قوة الاحتكاك على القوة العمودية (بالإنجليزية: Normal Force) التي تؤثر على الأجسام المتحركة، وعادة ما تكون القوة العمودية قوة معاكسة للوزن، لذلك تكون قيمتها عادًة أكبر للجسم الأكبر كتلة، وأقل للجسم الأقل كتلة، وبازدياد القوة العمودية تزداد قوة الاحتكاك، إذ تتناسب القوة العمودية طرديًا مع قوة الاحتكاك حسب الصيغة الآتية:
F = µ N
حيث إنّ:
F: قوة الاحتكاك.
µ: معامل الاحتكاك.
N: القوة العمودية.
-معامل الاحتكاك
تعتمد قوة الاحتكاك على معامل الاحتكاك (بالإنجليزية: Friction Coefficient) للسطح، حيث يُعرف معامل الاحتكاك بمقدار الاحتكاك الموجود بين سطحين، وكلما زاد معامل الاحتكاك للسطح، زادت القوة المطلوبة لتحريكه فوق هذا السطح، إذ يتناسب معامل الاحتكاك مع قوة الاحتكاك طرديًا حسب الصيغة الآتية:[١] F = µ N
حيث إنّ:
F: قوة الاحتكاك.
µ: معامل الاحتكاك.
N: القوة العمودية.
قانون قوة الاحتكاك
- أول قانون للاحتكاك يقول أن كمية الاحتكاك تتناسب مع القوة العادية. القوة التي تمنعك من السقوط من خلال مقعدك عند الجلوس.
- يمكن أن تتغير القوة الطبيعية بناءً على وزن الجسم وزاوية السطح الذي يعمل عليه (إذا لم يكن السطح مسطحًا).
كلما زادت القوة العادية زادت قوة الاحتكاك بشكل متناسب و هذا هو السبب في صعوبة دفع الأجسام الثقيلة أكثر من الخفيفة. - القانون الثاني على الرغم من أن قوة الاحتكاك تعتمد على القوة العادية ، إلا أن قانون الاحتكاك الثاني ينص على أن قوة الاحتكاك لا تعتمد على منطقة التلامس بين الجسم والسطح. تخيّل إذا أدرت صندوقًا بحيث يلامس أقل جزء منه الأرض. هل هذا سيغير القوة العادية؟ لا! لا يزال الصندوق يزن نفسه ، لذلك لا تتغير القوة العادية ، حتى لو تغيرت منطقة التلامس.
- و القانون الثالث للاحتكاك يقول أنه بالإضافة إلى قوة طبيعية و قوة الاحتكاك يعتمد أيضًا على نوع من الأسطح المُلامسة . على سبيل المثال إذا حاولنا دفع صندوق ثقيل عبر أرضية مُغطاة بالسجاد , فسيكون من الصعب دفعه أكثر من أثناء دفعه عبر أرضية ناعمة.
- و ذلك لأن قوة الاحتكاك بين الصندوق و السجاد الخام أكبر بكثير من قوة الاحتكاك بين الصندوق و الأرضية الملساء.
تتناسب قوّة الاحتكاك تناسبًا طرديًا مع وزن الجسم. - قوة الاحتكاك لا تتأثر بسرعة الجسم بشرط ألّا يكون الجسم ساكنًا.
- مساحة نقطة التماس لا تحدد قوة الاحتكاك في حال ثبات الجسمين.
شاهد ايضا: تعريف قوة اقتصادية عظمى
تعريف الاحتكاك وانواعه
هي القوّة المقاومة لانزلاق أو تدحرججسم صلب على جسم صلب آخر، وهي القوة الناشئة بين سطحين متلاصقين عند تحركهما باتجاهين متعاكسين، حيث يكون اتجاه قوة الاحتكاك معاكسَاً لاتجاه حركة الجسم دائماً، وتعتبر قوة مفيدة وهامّة حيث إنها توفر مقاومة كبيرة للحركة إذ تمنع الانزلاق أثناء عملية المشي، ويعود السبب الرئيسي لوجود قوة الاحتكاك إلى -قوة التجاذب الموجودة بين الأسطح الصلبة في منطقة التلامس بينها والتي تُعرف بقوى التلاصق.
كيف يتم تصنيف الاحتكاك؟ يتم تصنيف الاحتكاك إلى نوعين رئيسيّين هما: الاحتكاك الساكن والاحتكاك الحركي، ويسمى الاحتكاك ساكنََا عندما يكون بين سطحين ثابتين لا يتحركان بالنسبة إلى بعضهما البعض مثل صندوق موضوع فوق الطاولة، في حين يكون الاحتكاك الحركي بين الأجسام المتحرّكة مثل حركة المركبات على الطرق، أو تدحرج الكرة فوق الأرض.
-ويوجد الاحتكاك في جميع أشكال المادّة، ففي السوائل يحدث الاحتكاك بين طبقات السائل المتحرّكة، والتي تعرف بإسم اللزوجة، وهي عبارة عن مقاومة السائل للحركة، فعلى سبيل المثال تكون حركة العسل قليلة جدََّا بالمقارنة مع الماء وذلك بسبب لزوجته العالية، وهذا يعني أنّه يمتلك قوّة احتكاك سائل مرتفعة، وفي المواد الصلبة يوجد احتكاك داخلي، بحيث إنّ عملية الضغط على قطعة معدنية ستؤدّي إلى حركة ذرّاتها الداخليّة مسبّبة قوّة احتكاك داخلي.
– ينقسم الاحتكاك إلى نوعين رئيسيّين هما: الاحتكاك الساكن والاحتكاك الحركي، تختلف أنواع الاحتكاك عن بعضها البعض من حيث الحالة الحركيّة للأجسام وطبيعة هذه الأجسام، وهذه العوامل هي التي تحدّد قيمتها ومدى تأثيرها على الحالة الحركيّة للأجسام المتأثّرة بها.
