أنواع الاحتكاك نتحدث عنها من خلال مقالنا هذا كما نذكر لكم مجموعة متنوعة أخرى من الفقرات مثل مفهوم الاحتكاك وفوائد الاحتكاك كل هذا وأكثر تجدونه في مقالنا هذا وفي الختام معامل الاحتكاك تابعوا السطور القادمة.
محتويات المقال
أنواع الاحتكاك
1- الاحتكاك الانزلاقي
الاحتكاك المنزلق هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأشياء عندما تنزلق فوق سطح ، والاحتكاك المنزلق أضعف من الاحتكاك الساكن ، وهذا هو السبب في أنه من الأسهل تحريك قطعة أثاث فوق الأرض بعد أن تبدأ في التحرك بدلاً من تحريكها في المقام الأول ، يمكن أن يكون الاحتكاك المنزلق مفيدًا ، على سبيل المثال ، يمكنك استخدام الاحتكاك المنزلق عند الكتابة بقلم رصاص ، حيث ينزلق القلم الرصاص بسهولة فوق الورقة ، ولكن يوجد احتكاك كافٍ بين القلم الرصاص والورقة لترك علامة.
2-الاحتكاك الساكن
يعمل الاحتكاك الساكن على الأشياء عندما تكون على سطح ، على سبيل المثال ، إذا كنت تتنزه في الغابة ، فهناك احتكاك ثابت بين حذائك والمسار في كل مرة تضع فيها قدمك ، بدون هذا الاحتكاك الساكن ، ستنزلق قدمك من تحتك ، مما يجعل المشي صعبًا ، وهذا هو ما يحدث إذا حاولت المشي على الجليد ، وذلك لأن الجليد يكون زلقًا جدًا ولا يقدم إلا القليل من الاحتكاك ، يساعد هذا الاحتكاك الشخص على المشي ، وأحد الأمثلة على الاحتكاك الساكن الاحتكاك الذي يساعد الناس على تسلق الجدار الصخري ، فالاحتكاك الساكن يمنع أيديهم وأقدامهم من الانزلاق.
3-الاحتكاك المائع
الاحتكاك المائع هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأشياء التي تتحرك خلال السائل ، والسائل هو عبارة عن مادة التي يمكن أن تتدفق وتأخذ شكل الحاوية الخاصة به ، وتشمل السوائل و الغازات ، فإذا حاولت من قبل دفع يدك المفتوحة عبر الماء في حوض أو حمام سباحة ، فقد عانيت من احتكاك السوائل ، يمكنك أن تشعر بمقاومة الماء على يدك ، وعند النظر إلى لاعب القفز المظلي ، فإنه يسقط نحو الأرض بمظلة ، مقاومة الهواء للمظلة تبطئ هبوطه ، كلما كان الجسم المتحرك أسرع أو أكبر ، زاد احتكاك السائل الذي يقاوم حركته ، وهذا هو السبب في وجود مقاومة أكبر للهواء ضد المظلة من جسم اللاعب.
4-الاحتكاك المتدحرج
الاحتكاك التدحرجي هو احتكاك يؤثر على الأشياء عندما تتدحرج على سطح ، الاحتكاك المتدحرج أضعف بكثير من الاحتكاك المنزلق أو الاحتكاك الساكن ، وهذا ما يفسر سبب استخدام معظم أشكال النقل البري للعجلات ، بما في ذلك الدراجات والسيارات والعجلات ذات الأربع عجلات والزلاجات الدوارة والدراجات البخارية وألواح التزلج.
مفهوم الاحتكاك
-الاحتكاك هو مقاومة الحركة التي تحدث لحركة عند إحتكاك جسم صلب بآخر. يطلق على القوة التي تكون موازية ومعاكسة لاتجاه الحركة اسم قوة الاحتكاك. إذا تم تطبيق قوة (F) على جسم من أجل تحريكه، ينتج نوعين من قوى الإحتكاك، القوة الأولى تمانع حركة الجسم لعدة أجزاء من المليلي ثانية قبل بدئه بالحركة وتسمى قوة الاحتكاك الساكن (Fstatic)، والقوة الأخرى هي القوة التي تبقى ممانعة لحركة الجسم أثناء حركته وتسمى قوة الإحتكاك الحركي (Fkinetic). تكون قوة الإحتكاك الحركي أقل أو تساوي قوة الإحتكاك الستاتيكي.
-يوجد قانونان معروفان بشكل كبير في مجال الإحتكاك. يقول القانون الأول أن قوة الإحتكاك لا تتعلق بسطح التماس بين الأجسام، والقانون الثاني يقول أن قوة الإحتكاك تتناسب مع القوة الناظمية W المتولدة بين الأجسام المتلامسة. يطلق على هذه القوانين اسم قوانين أمونتون “Amontons laws” نسب إلى المهندس الفرنسي أمونتون الذي قدم هذه القوانين عام 1699 ويتيح القانون الثاني في الإحتكاك تعريف معامل الإحتكاك على الشكل: {\displaystyle F=\mu W}{\displaystyle F=\mu W} حيث {\displaystyle \mu }{\displaystyle \mu } هو ثابت يعرف باسم ثابت الاحتكاك، ويتعلق بنوع الجسمين المتماسين وتحت ظروف عمل (درجة حرارة – رطوبة – ضغط – سرعة انزلاق) معينة.
فوائد الاحتكاك
1- يساعد الاحتكاك في إتمام عمليات اللحام
نحتاج لعملية اللحام لعدة أمور ضرورية في حياتنا؛ كلحام الجسور وغيرها، كما تساعد الحرارة الناجمة عن احتكاك الأجسام المُراد لحمها على جعلها أكثر مرونةً، ولحمها قبل أن تبرد وترجع لطبيعتها الصلبة. يخفف الاحتكاك من المضار التي قد تلحقها الرياح الشديدة فالتضاريس الطبيعية والمباني والأشجار جميها أجسام تصطدم بالرياح فينشأ بينهما احتكاك، يقلل من الآثار السلبية لهذه الرياح.
2-يمنع الاحتكاك الساكن الانزلاقات
ينشأ الاحتكاك عند استقرار جسم ما على سطح أو التلامس معه، كالمشي على الشارع مثلًا أو الصعود على قمة جبل، وبدون هذا الاحتكاك الساكن ستنزلق قدمي الماشي وكأنه يمشي على لوح من الجليد الذي يعدم في حالته الاحتكاك الثابت أو يكون بأقل نسبه، فيعمل الاحتكاك على خلق قوة لتتماسك القدمين على سطح الأرض فيُمنع السقوط.
3-يحمي الاحتكاك الكوكب من النيازك والكويكبات التي قد تدمره
فاحتكاك الغلاف الجوي بالمخلفات الفضائية يعمل على إبطاء سرعة هذه المخلفات بل ويمكن أن يفككها تمامًا.
4- يحافظ الاحتكاك الدوارني على توازن حركة المركبات
إذ تنشأ قوة مضاعفة في الاحتكاك المتدحرج والتي بدورها تؤثر على الجزء العلوي من أي جسم على غرار باقي الأجزاء، كتحرُّك العجلة على الشارع، إذ تسمى هذه القوة بمقاومة التدحرج أو السحب المتدحرج، وتضعط هذه القوة على العجلة وهي تسير على السطح ما يمنع البكرات من الانزلاق عليه.
5- يساعد احتكاك السوائل على طيران الطائرات وطفو المظلات
تنطبق قوة الاحتكاك على الأجسام غير الصلبة كالماء والهواء والغازات، فللهواء سماكة أو احتكاك داخلي يسمى اللزوجة، ويحدث احتكاك السوائل عندما يحتك الهواء المحيط بجناح الطائرة مثلًا مع طبقات الهواء التي تعلوه، مما يوازن الطائرة ويجعلها ثابتةً في الهواء فتقاوم هذه القوة جزءها الداخلي من المظلة لتهبط بثبات عند انزلاق القافز على الأرض.
6-يساعد الاحتكاك الانزلاقي على إيقاف المركبات
فبعد الضغط على مكابح السيارة يساعد الاحتكاك المنزلق على توقفها، إذّ تضغط الفرامل على الجزء الداخلي من أسطوانة الفرامل، وتنشأ قوة احتكاك تُبطئ سرعة السيارة، ونفس الأمر ينطبق على الفرامل المطاطية للدراجة، ومثله عندما يتيح الاحتكاك لرأس قلم الرصاص بأن يسير على الورقة أثناء الكتابة تاركًا الأثر المطلوب عند استخدامه.
معامل الاحتكاك
-معامل الاحتكاك هو كمية عددية تستخدم للتعبير عن النسبة بين قوة الاحتكاك بين جسمين والقوة الضاغطة بينهما، وليس له وحدة قياس. ويعتمد على مادتي الجسمين مثلا الجليد على المعدن لهما معامل احتكاك قليل (أي إنهما ينزلقان على بعض بسهولة). أما المطاط على الأسفلت فلهما معامل احتكاك عالي جدا (لا ينزلقان على بعض)، انظر الجدول. µس السطح 2 السطح 1 0.06 جليد خشب 0.02 – 0.1 ثلج نحاس أصفر 0.07 معدن (مشحم) معدن 0.25 خشب بلوط خشب بلوط 0.5 – 0.9 خرسانة (مبللة) مطاط 0.7 – 1 خرسانة جافة مطاط.
-ويعتبر معامل الاحتكاك كمية تجريبية، أي انه يجب قياسه عن طريق التجربة ولا يمكن حسابه بالمعادلات الرياضية. كما أن معظم المواد الجافة مع بعضها تعطي معامل احتكاك بين 0.3 و0.6 ومن الصعب الحصول على قيمة خارج هذا المجال. إن قيمة 0 لمعامل الاحتكاك تعني انه لا يوجد احتكاك بالمرة وسينزلق الجسمان على بعضهما إلى ما لا نهاية و يكون معامل الاحتكاك الساكن أكبر من الحركي لأن النتوءات والفجوات الموجودة بين أسطح الأجسام المتلاصقة تتداخلان في بعضهما فتسببان مقاومة السطحين للانزلاق ولكن إذا بدأ الجسم في الانزلاق فلن يتوفر الوقت اللازم للسطحين لكي يتلاحما تماماً كل مع الآخر.و نرمز له ب Fr بالنسبة إلى الاحتكاك المقاوم وFm للاحتكاك المتحرك.
