الفرق بين الاحتكاك السكوني والاحتكاك الحركي
الاحتكاك الثابت والديناميكي هما نوعان يصنفان الاحتكاك. الفرق الرئيسي بين الاحتكاك الساكن والاحتكاك الديناميكي هو أن الاحتكاك الساكن يشير إلى القوة التي تعمل على جسم ثابت، بينما الاحتكاك الديناميكي يشير إلى القوة التي تؤثر على جسم في حالة حركة نسبية. لذلك، يمكن اعتبار أن هاتين الفئتين من الاحتكاك تعتمدان إلى حد كبير على ما إذا كانت القوة التي تسبب الاحتكاك تؤثر على جسم الإنسان عندما يكون ساكنا أو في حالة حركة. والفرق الرئيسي بين الاحتكاك الحركي والساكن يعود إلى عدة عوامل، بما في ذلك:
- العامل الرئيسي الذي يميز الاحتكاك الساكن عن الاحتكاك الديناميكي هو أن الاحتكاك الساكن يؤثر على الجسم أثناء الراحة وعلى على العكس من ذلك ، عندما يتحرك السطحان بالنسبة لبعضهما البعض ، يعمل الاحتكاك الحركي من خلال معرفة أن الجسم لن ينزلق تلقائيًا على السطح عندما يكون في حالة سكون ، يمكننا أن نجعله أكثر وضوحًا ، وبالتالي فإن الاحتكاك الذي يحافظ على استقرار الجسم هو الاحتكاك الساكن ومع ذلك ، عندما يتحرك جسم ما على السطح ، يتم تطبيق بعض قوة الاحتكاك أيضًا على السطح لإيقاف الحركة ، وهذه القوة الاحتكاكية هي الاحتكاك الحركي.
- عند تطبيق قوة خارجية معينة، يزداد الاحتكاك الساكن بشكل خطي حتى يصل إلى حد معين، ويظل الاحتكاك الحركي ثابتًا بخصائص ثابتة بغض النظر عن القوة المطبقة.
- يكون حجم معامل الاحتكاك الساكن أكبر نسبيًا من معامل الاحتكاك الحركي، ولذلك، فمن الاحتكاك اللازم للحفاظ على استقرار الجسم أكبر من الاحتكاك ضد حركة الجسم.
- يتعلق الاحتكاك الساكن بالقوة المطبقة، بينما لا يتعلق الاحتكاك الحركي بالقوة المطبقة.
- يتمثل الاحتكاك الساكن في المعارضة لبدء الحركة، بينما الاحتكاك الحركي يشير إلى المعارضة للأشياء التي تتحرك بالفعل.
- يمكن أن تكون قيمة الاحتكاك الساكن صفرًا، في حين أن قيمة الاحتكاك الديناميكي لا يمكن أن تكون صفرًا.
- تشمل أمثلة الاحتكاك الساكن قلمًا على المكتب وكرسيًا على الأرض وعربة ثابتة على الطريق وغيرها، ومع ذلك، فإن بعض أمثلة الاحتكاك المتحركة تشمل صناديق تتحرك على الأرض وسيارات تتحرك على الأرض.
يشترك الاحتكاك الحركي والاحتكاك السكوني في الاتجاه المعاكس لحركة الجسم، وذلك عندما يتحرك الجسم أو يستعد للحركة، وذلك نتيجة للاحتكاك بين سطحين.
ما هو الاحتكاك
تسمى المقاومة التي يواجهها الجسم أثناء الحركة بالاحتكاك، وهي القوة التي يبدأها الجسم بالتحرك بها على سطح معين. وعلى العكس من الجاذبية أو الطاقة الكهرومغناطيسية، فإن الاحتكاك ليس يكون خاصية غير أساسية، حيث يعمل في الاتجاه المعاكس للكائن أو الشيء الذي يحاول التحرك إليه.
الاحتكاك السكوني تعريفة
يُطلق على الاحتكاك الذي يتسبب في توقف الجسم عن الحركة اسم الاحتكاك الساكن، وببساطة، يبقى الجسم ثابتًا بسبب الاحتكاك الساكن الذي يحدث بين سطحين عندما يكون الجسم في حالة سكون
قد يكون حجم قوة الاحتكاك الساكن يصل إلى الصفر، ويمكن أن تتراوح قيمتها من الصفر إلى أدنى قيمة للقوة التي قد تسبب الحركة. وبسبب الاحتكاك الساكن، يواجه الجسم مقاومة تمنعه من التحرك في منطقة الميل نحو الأسفل.
و الاحتكاك الساكن هو سمة من سمات عدم انتظام السطح ، والتي يمكن أن تمنع حركة الإنسان وللتغلب على هذا الاحتكاك الساكن ، يلزم وجود قوة خارجية لتحريك الجسم على السطح و التعبير عن القوة القصوى المطلوبة للتغلب على الاحتكاك الساكن ويعتبر هو ناتج معامل الاحتكاك الساكن (μs) والقوة العادية لذلك ، يتم التعبير عنها على النحو التالي:
F s = μs F N
تعريف الاحتكاك الحركي
يطلق على المقاومة التي تواجهها الأجسام المتحركة على السطح اسم الاحتكاك الحركي. نعلم أنه عندما يتغلب الجسم على الاحتكاك الساكن، يبدأ في التحرك. وبالتالي، الاحتكاك الديناميكي، الذي يحدث بين الأسطح المتحركة، ويسمى أحيانا الاحتكاك الديناميكي، لا يمكن أن يكون صفرا بشكل مطلق. فهناك دائما قوة معينة تحتاجها الأسطح لإيقاف الجسم عن الحركة، وتطبق هذه القوة في الاتجاه المعاكس لحركة الجسم.
يُعبر عن معامل الاحتكاك الديناميكي بـ μk ويعتمد على سطحي التلامس وتجدر الإشارة هنا إلى أنه بالنسبة لنفس المادة ، عادة ما تكون μk أقل من μs ، و إن التعبير عن القوة القصوى المطلوبة للتغلب على الاحتكاك الديناميكي هو نتاج معامل الاحتكاك الديناميكي والقوة العادية لذلك ، يتم التعبير عنها على النحو التالي:
Fk = μkFN.
لماذا يكون الاحتكاك الساكن أكبر من الاحتكاك الحركي
تتعرض الأسطح الصلبة لنوعين من الاحتكاك وهما الاحتكاك الساكن والاحتكاك الديناميكي ، فعندما يكون السطح في حالة سكون ، يعمل الاحتكاك الساكن مثل فكر في صندوق على الأرض ، الاحتكاك الساكن هو سبب منع الصندوق من الحركة دون دفعه ، ويجب التغلب عليه بقوة رد فعل كافية قبل أن يتحرك الصندوق الاحتكاك الحركي (يسمى أيضًا الاحتكاك الديناميكي) هو القوة التي تقاوم الحركة النسبية للسطح بمجرد تحركه.
يتميز الاحتكاك الساكن دائمًا بأنه أكبر بين السطحين من الاحتكاك الديناميكي، على الأقل في التطبيقات العملية.
العوامل الأكثر تأثيراً على قوة الاحتكاك
تعتمد قوة الاحتكاك على العديد من العوامل، ومن أهم هذه العوامل الأثرية هي
- خصائص السطح: يعتمد الاحتكاك على خصائص الأسطح المتلامسة، حيث تكون الأسطح الخشنة تتطلب قوة أكبر لتحريكها من الأسطح الملساء، وتنخفض قوة الاحتكاك بزيادة نعومة الأسطح، وبالرغم من ذلك، إذا تجاوزت درجة النعومة المحددة، فإن القوة الكهربائية بين الجسمين ستزداد وتزيد فعالية الاحتكاك بين الأسطح الملساء للغاية.
- حجم القوة بين جسمين متصلين: تعتمد قوة الاحتكاك ليس على مساحة سطح الاتصال في الأجسام المتحركة ولا على سرعتها النسبية، ولكن تعتمد على القوة المترابطة التي تنشأ بينهما.
- الوزن: عندما يتحرك جسم على سطح أفقي، فإن لديه قوة على السطح بمعنى أن القوة تكون تساوي وزن الجسم. ومع زيادة الوزن، يزداد مقاومته للحركة على سطح الاحتكاك. والاحتكاك الذي ينتج عن سحب طاولة بثلاثة أحجار يكون ثلاثة أضعاف الاحتكاك الذي ينتج عن سحب طاولة من لبنة واحدة فقط.
أشكال الاحتكاك
توجد عدة أنواع من الاحتكاك، وسنتعرف على أنواع الاحتكاك معا
- الاحتكاك الجاف: الاحتكاك هو قوة تتحرك بين سطحين صلبين يلتصقان ببعضهما البعض، وينقسم الاحتكاك الجاف إلى احتكاك ثابت بين الأسطح غير المتحركة واحتكاك ديناميكي (حركي) بين الأسطح المتحركة. بالإضافة إلى الاحتكاك الذري أو الجزيئي، يحدث الاحتكاك عادة نتيجة لتفاعل خصائص السطح.
- الاحتكاك المائع (الرطب): يشير الاحتكاك بين طبقات السوائل اللزجة التي تتحرك بالنسبة لبعضها البعض.
- الاحتكاك الزلق (المزلّق): الاحتكاك الانزلاقي هو حالة احتكاك سائل، حيث يحصل تماس بين سطحين زيتيين.