الاحتكاك

الاحتكاك

  من الممكن تعريف الإحتكاك بباسطة على أنه القوة التي تعرقل حركة الأجسام وتقاومها، ونتبين من ذلك أن قوة الاحتكاك مرتبطة دائما بحركة الأجسام في وضع التلاصق وفي اتجاهين متعاكسين أو حركة جسم فوق جسم آخر في وضع السكون، وتلعب القوة الضاغطة المؤثرة أثناء الحركة مثل وزن الأجسام دورا كبيرا في اتمام الاحتكاك والذي ينتج عنه في أغلب الأحيان طاقة حرارية متولدة.

 تنشأ قوة الاحتكاك بين المواد المتحركة بجميع صورها ولا يقتصر الاحتكاك على المادة الصلبة فقط، حيث أنه يحدث أيضا بين طبقات السوائل والغازات أو مزيج من حالات المادة الثلاث؛ الصلبة والسائلة والغازية. تؤثر قوة الاحتكاك في اتجاه معاكس لحركة الأجسام، وهو الاتجاه الذي يقاوم الحركة، وتلعب خشونة الأجسام المتحركة دورا مهما في الاحتكاك، وقد وجد أن هناك علاقة طردية بين قوة الاحتكاك وخشونة الأجسام المتحركة.

 تزداد قوة الاحتكاك بين الجسمين المتحركين بزيادة درجة خشونة الأسطح للأجسام المتحركة، بينما تقل قوة الاحتكاك كلما كانت الأجسام المتحركة ملساء وقد تتلاشى قوة الاحتكاك أحيانا بين الأجسام الملساء بدرجة كبيرة حيث يمكن اهمالها في تلك الحالات.

حساب قوة الاحتكاك

 يتم حساب قوة الاحتكاك بين الأجسام المتحركة رياضيا عن طريق ضرب معامل الاحتكاك بين الجسمين والذي يعتمد على درجة خشونة الأسطح في القوة الضاغطة بين الجسمين والتي غالبا ما تكون القوة العمودية المؤثرة لأعلى في اتجاه عمودي على منطقة التلامس بين الجسمين. وتكون العلاقة الرياضية كما يلي:

قوة الاحتاك = معامل الاحتكاك × القوة العمودية

أنواع الاحتكاك

 من الممكن تصنيف الاحتكاك إلى نوعين رئيسيين على حسب حالة الأجسام من السكون أو الحركة بالإضافة إلى نوع المواد التي يحدث بينها الاحتكاك. فيما يلي تفصيلا لنوعي الاحتكاك:

    1.    الاحتكاك السكوني: هذا النوع من الاحتكاك ينشأ بين الأجسام الساكنة الملتصقة ببعضها البعض نتيجة للقوة التي يؤثر بها أحد الجسمين على الجسم الآخر المرتكز عليه. إن معامل الاحتاك السكوني والذي يرمز له بالرمز µ_s أكبر من معامل الاحتكاك الحركي؛ حيث تصل قيمة الاحتكاك السكوني إلى أكبر قيمة ممكن أن تحققها قوة الاحتكاك والتي يكون فيها الجسم ساكناً تماما. ومن أكثر الأمثلة شيوعا على نوع الاحتكاك السكوني والتي تتكرر في الحياة اليومية وقوف السيارة على الرصيف دون حراك، ويتحول الاحتكاك السكون إلى احتكاك حركي عندما تبدأ السيارة في الحركة.

    2.    الاحتكاك الحركي: يحدث الاحتكاك الحركي بين الأجسام المتحركة والتي يوجد بينها تلامس بشكل مباشر، وذلك بسبب القوة الضاغطة التي يؤثر بها أحد الأجسام على الآخر. ويتم التعبير عن معامل الاحتكاك في هذا النوع بمعامل الاحتكاك الحركي ويرمز له بالرمز µ_k وقيمته تكون أقل من قيمة الاحتكاك الحركي. وتختلف الأمثلة على هذا النوع من الاحتكاك تبعا لنوعية المواد التي يحدث بينها الاحتكاك والتي يمكن ذكرها كما يلي:

ü    الاحتكاك الانزلاقي: يحدث هذا النوع من الاحتكاك الحركي بين الأجسام الصلبة المتحركة والتي يحدث بينها احتكاك، ومثال على ذلك تحريك الطاولة على الأرض، وحركة السيارة على الطريق.

ü    الاحتكاك المائع: هذا النوع من الاحتكاك يحدث نتيجة احتكاك الأجسام الصلبة بالسوائل والغازات، ومثال على ذلك احتكاك الماء بالجسر عند سريانه في ممر مائي، واحتكاك الطائرة بطبقات الهواء أثناء الطيران.

       

  وجدير بالذكر أنه نتيجة لوجود قوة الاحتكاك بين الأجسام المتحركة يحدث فقد لجزء من الطاقة والتي غالبا ما تكون على هيئة طاقة حرارية، ويعتمد هذا الجزء المفقود من الطاقة بشكل كبير على معامل الاحتكاك الحركي. ويتم حساب هذا الجزء المفقود من الطاقة عن طريق المعادلة الرياضية التالية:

معامل الاحتكاك الحركي = الطاقة المفقودة × القوة العمودية × المسافة المقطوعة

وختاما نتمنى أن يكون الموضوع نال إعجابكم ونهلتم منه الفائدة المرجوة... بالتوفيق للجميع... ^_^