الموسوعة العربية

ابحث عن أي موضوع يهمك

بحث عن الاحتكاك

بواسطة:
بحث عن الاحتكاك

بحث عن الاحتكاك وهو تلك القوه الناتجة عن تحرك جسمين متلاصقين في اتجاهين مختلفين و تكون بينهما طاقة ضاغطة تعمل علي تلاحمهما و تنتج طاقة في صورة حرارة ناتجة عن الاحتكاك تحدث قوى الاحتكاك بين كل من المواد بكل صورها:صلبة أو سائلة أو غازية إليكم المزيد من التفاصيل في موسوعة .

بحث عن الاحتكاك وأنواعه

احتكاك جاف: وهو تلك القوة التي تعارض القوة النسبية بين أي سطحين صلبين

و يكون نوعان:

الاحتكاك الساكن:

وهو الاستاتيكي وهو بين الأسطح الثابتة

الاحتكاك المنحرك:

وهو الديناميكي بين الأسطح المتحركة.

ثانيا الاحتكاك المائع:

وهو يكون بين المواد المائعة التي تكون في حاجلة لزجة بين بعضها البعض.

ثالثا الاحتكاك المشحم:

وهو حالة من الاحتكاك بين سطحين يفصل بينها مادة مائعة لزجة.

يكون الاحتكاك في شكل قوة في الاتجاه العكسي لسرعة الجسم فمثلا إذا قمت بدفع جسم في اتجاه اليمين علي الأرض تكون قوة الاحتكاك في اتجاه اليسار المعاكس لاتجاه سرعة الجسم.وكلما كانت النتوءات والفجوات اقل بين الجسمين و كانت الأسطح ملساء كلما قلت قوة الاحتكاك فهي تعتمد بشكل أساسي علي النتوءات الموجودة علي السطحين عندما تصطدم ببعضها البعض و عندها تكون القوة الطلوبة لنقل تلك النتوءات بجانب بعضها البعض.وتعتمد منطقة الاتصال الفعلي بين الجسمين علي الجسم المنزلق و السطح.و تتناسب قوة الاحتكاك مع مع إجمالي القوة العمودية و و تساوى القوة العمودية وزن الجسم ولكن في اتجاه مختلف.و في حالة عدم وجود زيت أو تشحيم مثل حالة الاحتكاك الجاف حيث لا يكون هناك مادة تشحيم أو زيت تكون القوة الاحتكاكية منفصلة عن السرعة.ولا تعتمد قوة الاحتكاك علي المادة التي بين الجسم والسطح المنزلق علية. كما تعتبر المنطقة الفعلية للاحتكاك منطقة صغيرة نسبيا ، وتكون هذه المنطقة عي المنطقة المعروفة بالنتوءات الصغيرة التي تلامس بعضها بعض الموجودة علي الجسم المنزلق و السطح.

معامل الاحتكاك

النسبة بين قوة الاحتكاك بين جسمين و بين القوة الضاغط بينهما ممثلة في كمية عددية, وليس لها أي وحدة قياس لإنها كمية نسية تعتمد علي المادتين المستخدمتين في الجسمين. فكلما كان الانزلاق سهل كلما كان معامل الاحتكاك عدد نسبي صغير.علي سبيل المثال انزلاق الجليد فوق الحديد وأما العكس يكون معامل الاحتكاك رقم عالي القيمة إذا كان الاحتكاك صعب و بطئ مثل احتكاك المطاط علي الإسفلت.

تضنيف الاحتكاك

1- الاحتكاك الساكن

يكون الاحتكاك الساكن في الحالات التي يكون فيها الجسمين المحتكين لا يتحركان بالنسبة لبعضهما و علي سبيل المثال الطاولة الموضعة فوق الأرض.ويكون هناك معمل احتكاك ساكن يرمز له بالرمز(µ)

تكون القوة الابتدائية اللازمة لتحريك هذا الجسم اكبر بقليل من قوة الاحتكاك نفسها, اما قوة الاحتكاك الساكن تكون دائما أكبر من قوة الاحتكاك المتحرك.

وهناك اكبر مثال وهي عجلات السارة التي دائرية الشكل و التي تكون تكون ساكنة و لا تنزلق علي الأرض و السبب أن النقطة النسبية بين العجلة والأرض تكون ثابتة نسبة إلى الأرض. ولهذا يوصف بالاحتكاك الساكن.

2- الاحتكاك المتحرك

يكون الاحتكاك ساكن عندما يكون الجسمين متحركين بالنسبة إلي بعضهما البعض و يحدث احتكاك ناتج من الحركة. و يكون اقل قيمة من معامل الاحتكاك الساكن

ومن امثلة الاحتكاك المتحرك

1- المائع

و الذي يكون بين جسم صلب و جسم مائع مثل الاجسام السائلة او غازية مثل انزلاق قطعة من الحديد داخل الماء او مقاومة الهواء لحركة طائرة.

2- الانزلاقي

و الذي يكون ممثل في الاحتكاك بين جسمين صلبين مثل تحريك الطاولة فوق الارض.

الطاقة المفقودة بسبب الاحتكاك

عندما يتحرك جسم ما بمعامل احتكاك حركي يرمز له u ويكون هناك قوة عمودية علي الجسمين و تكون الطاقة المفقودة في الاحتكاك و هناك مسافة مقطوعة بشكل افقي بين الجسم فأنه يمكن حساب هذا القوة الاحتكاكية عن طريق القانون:

U = µح X قع Xف  حيث ف هي المسافة المقطوعة بواسطة الجسم

ويكون الاحتكاك في هذة الحالة كمية غير متجهة.

فوائد الاحتكاك

يظن الكثير من الناس أن قوة الاحتكاك هي قوة زائفة و سيئة تعمل علي تبديد سرعة الأجسام و تصعب من انزلاقها و عمل الكثير من علماء الميكانيكا و الفيزياء علي التقليل من قوة الاحتكاك بين الأجسام حتي تزيد السرعة ولا يوجد مقاومات بين التروس في الآلات الحديثة. ولكن كان هذا الاعتبار خاطئ جدا و إذا اجبنا علي هذا السؤال قد نصل إلى اجابة واضحة و هو : ماذا سيحدث إذا كانت قوة الاحتكاك تساوي صفر بين الأجسام؟

اذا كانت قوة الاحتكاك تساوى صفر لن تستطيع المركبات السير علي الأرض فالسيارات أو القطارات تعتمد بشكل أساسي علي قوى الاحتكاك حتي تسير  وان تم تشغليها فلن تستطيع أن تتوقف و هذا لان المكابح تعتمد بشكل كلي على قوة الاحتكاك بينها وبين الأسفلت.

لن يستطيع الإنسان حمل أو مسك أي شئ بين يديه لأنها سوف تنزلق بشكل كبير و لن يستطيع الإنسان الوقوف علي الأرض في شكل سليم بسبب انعدام قوة الاحتكاك التي تعمل على تثبيت جسم الإنسان في الأرض بشكل معتدل. كما أن الإنسان لن يستطيع أن يبني أي بناية جديدة أو منزل و سوف تكون الجبل هباء منثورا و لن يكون لها أساس علي الأرض. هناك الكثير من الفوائد التي تعمل علي سير الحياة اليومية ومنها ما هو مهم و ضروري مثل تثبيت عجلات السيارات و الناقلات التي تسير علي الأرض مثل تثبيت عجلات القطارات علي القضبان. و يساعد الإنسان في السير بشكل سليم في جميع الأماكن لأنه يعمل علي عدم الانزلاق بين الحذاء و بين الأسفلت أو الرصيف.و يقوم أيضا بعمل ثبات للبنايات و الجبال المتصلة بالأرض و الحبال المربوطة التي لا تنفك بسبب قوة الاحتكاك.

الاضرار الناتجة عن الاحتكاك

هناك العديد من الفوائد التي تم ذكرها منذ قليل عن الاحتكاك و ضرورة وجودة في الحياة اليومية, ولكن هناك أيضا بعض من الأضرار التي يمكن أن تشاهدها و لكن علي المستوى البعيد. فالشغل المبذول بين الجسمين المحتكين يتم تحويله أو سمثل في هيئة طاقة حرارية و أحيانا تؤدي إلي تشوه بين الأجسام و لكن علي المدى البعيد. مثلا على مستوى ميكانيكا الأجهزة و الآلات خاصة تلك التي تعمل بالتروس و تعتمد بشكل كلي علي الاحتكاك يكون هناك الكثير من الشغل المبذول فيها يضيع في الاحتكاك وفي الحرارة المتولدة منه. واحيانا يؤدى الاحتكاك إلى نحل و ذوبان بعض الأجزاء من الأجسام و المحتكة و يقوم بعمل تشوهات في الآلات علي المدى البعيد.

طرق تقليل الاحتكاك

1- سوائل التزليق: مثل الزيوت و الشحوم التي تعمل علي تقليل معامل الاحتكاك بين الأجسام و بعضها.

2- بعض التقنيات المستخدمة مثل ارخاء الفواصل بين مقطورات القطارات حتي يقلل الاحتكاك الكلي الموزع علي الزمن.

3- الأجهزة مثل العجلات الدوارة فعلي سبيل المثال العجلات المستخدمة في المطارات التي تحول الاحتكاك الانزلاقي إلى احتكاك دحروجي.

4- إزالة الشوائب بين الأجسام المتلاصقة حتي تكون ملساء بلا فجوات أو نتوءات.

المراجع :