مرحبا بك في الموسوعة العربية الشاملة

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 ضلغطة تعمل علي تلاحمهما و تنتج طاقة في صورة حرارة ناتجة عن الاحتكاك تحدث قوى الاحتكاك بين كل من المواد بكل صورها:صلبة او سائلة او غازية

انواع الاحتكاك

احتكاك جاف: وهوتلك القوة التي تعارض القوة النسبية بين اي سطحين صلبين

و يكون نوعان:

الاحتكاك الساكن:

وهو الاستاتيكي وهو بين الاسطح الثابتة

الاحتكاك المنحرك:

وهو الديناميكي بين الاسطح 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 الاتجاة العكسي لسرعة الجسم فمثلا اذا قمت بدفع جسم في اتجاة اليمين علي الارض تكون قوة الاحتكاك في اتجاة اليسار المعاكس لاتجاة سرعة الجسم.وكلما كانت النتوءات والفجوات اقل بين الجسمين و كانت الاسطح ملساء كلما قلت قوة الاحتكاك فهي تعتمد بشكل اساسي علي النتوءات الموجودة علي السطحين عندما تصطدم ببعضها البعضو عندها تكون القوة الطلوبة لنقل تلك النتوءات بجانب بعضها البعض.وتعتممد منطقة الاتصال الفعلي بين الجسمين علي الجسم المنزلق و السطح.و تتناسب قوة الاحتكاك مع مع اجمالي القوة العمودية و و تساوى القوة العمودية وزن الجسم ولكن في اتجاة مختلف.و في حالة عدم وجود زيت او تشحيم مثل حالة الاحتكاك الجاف حيث لا يكون هناك مادة تشحيم او 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 اى وحدة قياس لانها 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 واما العكس يكون معامل الاحتكاك رقم عالي القيمة اذا كان الاحتكاك صعب و بطئ مثل احتكاك المطاط علي الاسفلت.

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 الارض.ويطون 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 اكير من قوة الاحتكاك المتحرك.

وهناك اكبر مثال وهي عجلات السارة التي دائرية الشكل و التي تكون تكون ساكنة و لا تنزلق علي الارض و السبب ان النقطة النسبية بين العجلة والارض تكون ثابتة نسبة الي الارض. ولهذا يوصف بالاحتكاك الساكن.

2- الاحتكاك المتحرك:

يكون الاحتكاك ساكن عندما يكون الجسمين متحركين بالنسبة الي 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 مسسافة 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 ان قوة الاحتكاك هي قوة زائفة و سيئة تعمل علي تبديد سرعة الاجسام و تصعب من انزلاقها و عمل الكثير من علماء الميكانيكا و الفيزياء علي التقليل من قوة الاحتكاك بين الاجسام حتي تزيد السرعة ولا يوجد مقاومات بين التروس في الالات الحديثة. ولكن كان هذا الاعتبار خاطئ جدا و اذا اجبنا علي هذا السؤال قد نصل الي اجابة واضحة و هو : ماذا سيحدث اذا كانت قوة الاحتكاك تساوي صفر بين الاجسام؟

اذا كانت قوة الاحتكاك تساوى صفر لن تستطيع المركبات السير علي الارض فالسيارات او القطارات تعتمد بشكل اساسى علي قوى الاحتكاك حتي تسير  وان تم تشغليها فلن تستطيع ان تتوقف و هذا لان المكابح تعتمد بشكل كلي على قوة الاحتكاك بينها وبين الاسفلت.لن يستطيع الانسان حمل او مسك اي شئ بين يدية لانها سوف تنزلق بشكل كبير و لن يستطيع الانسان الوقوف علي الارض في شكل سليم بسبب انعدام قوة الاحتكاك التي تعمل على تثبيت جسم الانسان فى الارض بشكل معتدل. كما ان الانسان لن يستطيع ان يبني اي بناية جديدة او منزل و سوف تكون الجبل هباء منثورا و لن يكون لها اساس علي الارض. هناك الكثير من الفوائد التي تعمل علي سير الحياة اليومية ومنها ما هو مهم و ضرورى مثل تثبيت عجلات السيارات و الناقلات التي تسير علي الارض مثل تثبيت عجلات القطارات علي القضبان. و يساعد الانسان في السير بشكل سليم في جميع الاماكن لانه يعمل علي عدم الانزلاق بين الحذاء و بين الاسفلت او الرصيف.و يقوم ايضا بعمل ثبات للبنايات و الجبال المتصلة بالارض و الحبال المربوطة التي لا تنفك بسبب قوة الاحتكاك.

الاضرار الناتجة عن الاحتكاك:

هناك العديد من الفوائد التى تم ذكرها منذ قليل عن الاحتكاك و ضرورة وجودة في الحياة اليومية, ولكن هناك ايضا بعض من الاضرار التي يمكن ان تشاهدها و لكن علي المستوى البعيد. فالشغل المبذول بين الجسمين المحتكين يتم تحويله او سمثل في هيئة طاقة حرارية و احيانا تؤدي الي تشوه بين الاجسام و لكن علي المدى البعيد. مثلا على مستوى ميكانيكا الاجهزة و الالات 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 الي نحل و ذوبان بعض الاجزاء من الاجسام و المحتكة و يقوم بعمل تشوهات في الالات علي المدى البعيد.

طرق تقليل الاحتكاك:

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

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

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

4- ازالة الشوائب بين الاجسام المتلاصقة حتي تكون ملساء بلا فجوات او نتوءات.

المراجع :