القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة
الاحتكاك هو المسؤول عن توقف جسم متحرك عن الحركة
الاحتكاك هو القوة المسؤولة عن توقف الحركة النسبية بين السطحين ، وهي تعتبر قوة غير محافظة ، مما يعني أن العمل الذي تقوم به ، يعتمد على المسار الفعلي الذي يسلكه الكائن الواقع تحت تأثيره ، وليس الإزاحة الصافية للكائن.
ما هو الاحتكاك
الاحتكاك هو قوة تعمل على مقاومة حركة مادتين بالنسبة لبعضهما البعض، ويحدث عندما يتحرك كائن أو سائل أو مادة بالنسبة إلى كائن آخر، ويعمل دائما في الاتجاه المعاكس للحركة. يعد الاحتكاك ضروريًا في بعض العمليات، ولكنه يمكن أن يكون عائقًا في بعض الحالات الأخرى.
أمثلة على الاحتكاك
استخدام الفرامل لإبطاء السيارة: عندما تضغط وسادات الفرامل على دوار العجلة، يحدث احتكاك يحول الطاقة الحركية للسيارة إلى حرارة.
فرك اليدين معًا لتدفئتهما: تحريك اليدين ضد بعضهما يسبب الاحتكاك، وهذا بدوره يولد الحرارة.
وقوع كرسي أو صندوق على الأرض: لتحريك جسم على الأرض ، من المهم أولاً التغلب على قوة الاحتكاك التي تثبته في مكانه ، بمجرد أن يتحرك الجسم ، تعمل قوة الاحتكاك لمعارضة الحركة ، ويعتمد حجم هذه القوة على المادة المصنوع منها الأرضية ، مثلاً في حالة السقوط على ، سجادة تكون قوة احتكاك أكبر من البلاط ، مما يجعل تحريك الجسم أكثر صعوبة.
تمسك بشيء في يديك: الاحتكاك بين اليدين والشيء هو الذي يمكننا من الإمساك به.
المشي أو الجري: إذا لم يكن هناك احتكاك، فلن يكون من الممكن المشي بثبات، وتشبه هذه الحالة المشي على الجليد حيث ينزلق الأشخاص باستمرار.
ماذا يفعل الاحتكاك بالجسم المتحرك
يؤدي الاحتكاك إلى منع الأشياء من الانزلاق أو التدحرج فوق بعضها البعض، ويعتبر الاحتكاك أمرا هاما لتوليد الحركة بين الجسم والسطح، كما يحدث في حركة الأشخاص. عندما يتحرك الشخص في كل خطوة، يلقي قدمه على الأرض للمضي قدما، وتساعد قوة الاحتكاك على دفع القدم إلى الأمام دون أن تنزلق. ومن العكس، عندما يسير الشخص على الجليد أو الأسطح الزلقة الأخرى، يكون الاحتكاك ضعيفا للغاية، وعندما يلقي الشخص قدمه، فمن الممكن أن تنزلق.
مثال آخر هو قيادة السيارة على الطريق ، في كل نقطة تلامس عجلة السيارة الطريق وتدفع للمضي قدمًا ، إذا لم يكن هناك احتكاك كافٍ ، فمن المستحيل تغير سرعة الانتقال أو تغيير الاتجاه ، وايضاً عندما يتم قيادة سيارة على طريق مبلل ، حيث يقلل الماء من الاحتكاك بين العجلة والطريق ، هذا سيجعل السيارة تنزلق.
يمنع الاحتكاك الأشياء من الانزلاق عن بعضها، وإذا لم يكن هناك احتكاك، فسوف ينزلق كل شيء طوال الوقت، ويصبح من المستحيل التمسك بأي شيء أو الوقوف أو حتى التحرك، ولن يكون من الممكن التحرك في أي اتجاه آخر غير تحت تأثير الجاذبية، ولذلك يعتبر الاحتكاك هامًا جدًا.
أنواع الاحتكاك
يتم تحديد الاحتكاك على أنه القوة التي تعارض الحركة بين أي سطحين على اتصال، وهناك أربعة أنواع من الاحتكاك وهي:
- الاحتكاك الساكن
- الاحتكاك المنزلق
- الاحتكاك المتداول
- احتكاك السوائل
الاحتكاك الساكن : يحدث هذا النوع من الاحتكاك عندما تكون الأشياء على سطح، على سبيل المثال عندما يسير شخص في الغابة، حيث يحدث احتكاك ثابت بين الحذاء والأرض في كل مرة يضع فيها قدمه، وبدون هذا الاحتكاك الثابت، يمكن حدوث الانزلاق مما يجعل المشي مستحيلاً
الاحتكاك المنزلق : الاحتكاك المنزلق هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأشياء عندما تنزلق فوق سطح ما. ويكون الاحتكاك المنزلق أضعف من الاحتكاك الساكن، ويفسر هذا تحريك قطعة أثاث فوق الأرض بعد بدء حركتها بدلا من تحريكها في البداية. يمكن أن يكون الاحتكاك المنزلق مهما في العديد من الحالات، على سبيل المثال، يمكن استخدام الاحتكاك المنزلق عند الكتابة بقلم رصاص، حيث ينزلق القلم بسهولة فوق الورقة، ولكن هناك احتكاك كاف بين القلم الرصاص والورقة لترك علام.
يساعد هذا النوع من الاحتكاك أيضًا راكبي الدراجات، حيث يحدث احتكاك منزلق بين تيل الفرامل وجنوط الدراجة في كل مرة يتم فيها استخدام الفرامل، مما يؤدي إلى تباطؤ دوران العجلات حتى يتمكن الفرد من التوقف.
الاحتكاك المتداول أو المتدحرج : يؤثر هذا النوع على الأشياء عندما تتحرك على السطح، وهو أضعف بكثير من النوعين السابقين، وهذا يفسر السبب في استخدام معظم أشكال النقل البري للعجلات، بما في ذلك الدراجات والسيارات والعجلات ذات الأربع عجلات والزلاجات الدوارة والدراجات البخارية وألواح التزلج.
احتكاك السوائل : احتكاك السوائل هو الاحتكاك الذي يؤثر على الأشياء التي تتحرك خلال السائل ، السائل مادة يمكن أن تتدفق وتتخذ شكل الحاوية الخاصة بها ، تشمل السوائل والغازات ، إذا حاولت من قبل دفع اليد المفتوحة عبر الماء في حوض أو حمام سباحة ، فقد عانيت من احتكاك السوائل ، يمكن أن تشعر بمقاومة الماء على اليد ، كلما كان الجسم المتحرك أسرع أو أكبر ، زاد احتكاك السوائل الذي يقاوم حركته.
آثار الاحتكاك على الأجسام المتحركة
- يتم إنتاج الحرارة لتسخين أجزاء من الجسم أو لتدفئة أنفسنا.
- يتسبب في فقدان القوة.
- ينتج ضوضاء أثناء أي نوع من العمليات.
- يساعد الاحتكاك في المشي والجري واللعب وغيرها من الأنشطة.
طرق منع الاحتكاك
هناك بعض الطرق التي تساعد في منع الاحتكاك ومن ضمنها:
- يتم استخدام مواد تشحيم مثل الشحوم أو الزيوت بشكل شائع في الآلات والمحركات لتقليل الاحتكاك والتآكل وزيادة عمرها الافتراضي.
- أيضاً يتم تغيير أنواع المواد التي تلامس بعضها البعض ، مثلاً قد ينتج عن تلامس الجليد مع الفولاذ احتكاكًا أقل مما ينتج عن المطاط على الخرسانة ، هذا هو السبب في انزلاق الزلاجات الجليدية بسهولة على الجليد ، لكن لا تنزلق عند ارتداء أحذية مطاطية على الرصيف ، ويقال أن هذه المواد المختلفة لها “معاملات احتكاك” مختلفة.