القوة التي تقاوم الانزلاق بين سطحين
القوة التي تعارض حركة الانزلاق بين سطحين هي قوة الاحتكاكقد تكون قوى الاحتكاك ضرورية للمشي دون انزلاق ، لكنها تستهلك 20٪ من قوة محرك السيارة في الأجزاء المتحركة للتغلب على قوى الاحتكاك. يبدو أن السبب الرئيسي للاحتكاك بين المعادن هو ما يسمى بقوى الجر (الالتصاق) بين مناطق التلامس على الأسطح ، وقد أثبتت التجربة خمسة قوانين للاحتكاك:
- مقدار الاحتكاك يكاد يكون مستقلاً عن منطقة التلامس ، طالما أن هناك منطقة تلامس.
- الاحتكاك يتناسب مع الحمل الذي يدفع الأسطح معًا.
- الاحتكاك الحركي مستقل عن السرعة.
- معامل الاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك الحركي.
- الاحتكاك الذي يتعرض له الشيء يتناسب مع طبيعة السطح الذي يتلامس معه.
مقدار الاحتكاك يكاد يكون مستقلاً عن منطقة التلامس: إذا تم سحب حجر مستطيل على طول طاولة ، فإن قوة الاحتكاك ستظل كما هي ، بغض النظر عما إذا كانت مسطحة أو واقفة على نهايتها.
الاحتكاك يتناسب مع الحمل الذي يدفع الأسطح معًا: إذا تم سحب الفولاذ بثلاثة أحجار فوق بعضها البعض على طول طاولة ، فسيكون الاحتكاك أكبر بثلاث مرات من سحب لبنة واحدة ، وبالتالي فإن نسبة الاحتكاك إلى الوزن تعتبر ثابتة ، وهذا هو معامل الاحتكاك. ، ويرمز له بالحرف اليوناني um (μ).
نظرًا لأنه يتم قياس كل من الاحتكاك والوزن بوحدات القوة (نيوتن) ، فإن قيمة معامل الاحتكاك لعلبة واحدة أو أكثر من قوالب الطوب المنزلق على طاولة خشبية نظيفة تبلغ حوالي 0.5 ، مما يعني أن القوة اللازمة للتغلب على الاحتكاك ، لإبقاء الطوب يتحرك على طول الطاولة بسرعة ثابت يساوي نصف وزن الطوب ، ويسمى هذا الاحتكاك الاحتكاك الحركي ، ينشأ الاحتكاك الحركي بين الأسطح في حركة نسبية ، عندما يتحرك سطحي التلامس في اتجاهات مختلفة.
أنواع الاحتكاك
- الاحتكاك الحركي.
- انزلاق الاحتكاك.
- الاحتكاك المتداول.
- احتكاك سائل.
- الاحتكاك الساكن.
إذا كان الاحتكاك هو القوة التي تعارض الحركة بين سطحين ، فما أنواع الاحتكاك؟ هناك خمسة أنواع من الاحتكاك ، وهي:
الاحتكاك الحركي: يُعرّف الاحتكاك الحركي بأنه القوة التي تعمل بين سطحين متحركين ، يتلامسان في اتجاهات مختلفة ، ويلعب الاحتكاك دورًا كبيرًا في الحياة اليومية ، على سبيل المثال فرك الراحتين معًا ، مما يولد الحرارة والحرارة ، والاحتكاك مسؤول عن التآكل والتلف. . أجزاء الماكينة ، لذلك تحتاج إلى زيوت لتقليل الاحتكاك ، وفروع الاحتكاك الحركي: الاحتكاك المتداول ، احتكاك السوائل ، والاحتكاك المنزلق.
احتكاك الأوراق: الاحتكاك هو تأثير الأشياء أو الأسطح عندما تنزلق على سطح ما ، ويكون الاحتكاك الانزلاقي أضعف من الاحتكاك الساكن ، مثل دفع كرسي على سطح الأرض ، والاحتكاك الساكن هو الاحتكاك قبل الحركة ، مما يمنع الكرسي من الانزلاق. ، ولكن بعد البدء في التحرك ، هو انزلاق الاحتكاك.
الاحتكاك المتداول: يؤثر الاحتكاك المتدحرج على الأشياء عندما تتدحرج على سطح ، مثل احتكاك الإطارات بالطريق ، وهو أضعف من الاحتكاك المنزلق والاحتكاك الساكن.
الاحتكاك السائل: الاحتكاك هو ما يؤثر على الأشياء عندما تتحرك خلال سائل ، مثل حركات السباحة في حوض السباحة أو في البحر.
الاحتكاك الساكن: الاحتكاك الساكن يحدث عندما تضع شيئًا ما على سطح ما ، على سبيل المثال إذا كنت تمشي في حديقتك ، في كل مرة تضع فيها قدمك على الأرض يوجد احتكاك ثابت يمنع قدمك من الانزلاق وتمشي ، بدون هذا الاحتكاك سوف يمشي كن صعبًا للغاية ، ستنزلق قدمك وتسقط في كل مرة تلمس قدمك الأرض ، على سبيل المثال: إذا حاولت المشي على الجليد ، فستعاني من عدم الاستقرار ، أو حتى السقوط كثيرًا ، لأنه سطح زلق ، ولا يوجد احتكاك كافٍ. للمشي عليه.
ما هو تعريف القوة؟
القوة هي: دفع أو شد الجسم ، وتنتج عن تفاعل جسدين أو سطحين مع بعضهما البعض ، وعندما ينتهي التفاعل يتوقف كل منهما أمام القوة ، أي أن القوة المصاحبة للتفاعل وتنتهي بنهايته ، وتنقسم القوى إلى نوعين:
- قوى الاتصال: إنها القوى التي تنتج عن تفاعل جسدين ، مثل قوة الاحتكاك ، وقوة التوتر ، والقوى الطبيعية ، وقوة مقاومة الماء ، والهواء.
- القوى العاملة عن بعد: هي أنواع من القوى التي يتم إنتاجها حتى في حالة عدم وجود تفاعل بين الجسمين ، ويحدث الدفع أو الشد دون تفاعل وتلامس ، مثل قوة الجاذبية والقوة الكهربائية والقوة المغناطيسية والقوة المطبقة.
طريقة لقياس القوة التي تقاوم الانزلاق بين سطحين
تُقاس القوة المقاومة لحركة الانزلاق بين سطحين بالطريقة الديناميكية ، والتي تتم عن طريق تسريع كائن قياسي عن طريق سحبه باستخدام زنبرك تمديد ، ولكن هذا الإجراء غير عملي لقياس القوى لأنه نادرًا ما يتم قياس التسارع. هناك طريقة أخرى لقياس القوى تسمى: (الطريقة تعتمد الطريقة الساكنة على مراقبة وقياس التغير في شكل وحجم الجسم ، وأساس الطريقة الساكنة في قياس القوى هو عندما يكون الجسم تحت تأثير مضاعف). القوى ، يجب أن يكون مجموع المتجه لجميع القوى المؤثرة على الجسم صفراً.الجسم من خلال قوة واحدة ، والتي تنتج تسارعًا ، يمكن جعل هذا التسارع صفراً إذا عملنا على الجسم بقوة أخرى متساوية الحجم ، ولكننا موجهين في الاتجاه المعاكس لاتجاه القوة الأخرى.
أمثلة على الاحتكاك في حياتنا اليومية
يشرح العلم حياتنا ، وتفاصيل حياتنا اليومية هي التطبيق العملي لجميع النظريات العلمية والتفسيرات والتعريفات. فيما يلي بعض الأمثلة الواقعية لعملية الاحتكاك:
- ارتفاع عجلات السيارة عن الأرض لمنح السائق مزيدًا من التحكم في عملية القيادة ، بنفس طريقة تصميم الغواصات والقوارب وكل ما يتحرك فوق الماء.
- التصميم الديناميكي الهوائي لجسم الطائرة ، والذي يخلق احتكاكًا بين جسم الطائرة والهواء. من الصعب مبدئيًا تحريك جسم ثابت على الأرض ، ولكن مع الدفع الأولي ، تصبح الحركة أسهل لاحقًا.
- يقلل الماء من قوة الاحتكاك ، كما لو كان لدينا سطح بلاستيكي مبلل بالماء ، فمن السهل أن ينزلق أي شيء فوق البلاستيك ، ويمنحه الماء مزيدًا من حرية الحركة ، مقارنةً بانزلاق جسم على سطح جاف. بلاستيك.
- يؤدي الاحتكاك بين جسمين ، مثل الحجارة والخشب ، إلى توليد الحرارة ويمكن أن يؤدي إلى الاشتعال.
- يجعل التزحلق على الجليد الحركة أسهل ، مما يقلل الاحتكاك ، ويحذر من خطر السقوط ، لذلك يستخدم المتزلج على الجليد الزلاجات لزيادة الاحتكاك.
- تأتي الأحذية دائمًا بأنماط مختلفة في الجزء السفلي ، وهي زينة فقط ، ولكنها تخلق مزيدًا من الاحتكاك ، مما يسهل المشي ، ويقلل من خطر الانزلاق والسقوط.
- افرك اليدين لتوليد الحرارة من خلال الاحتكاك.
- في الآلات المختلفة في جميع أنواع الصناعات ، يؤدي الاحتكاك إلى تآكل بعض الأجزاء المتحركة للآلات.
- الاحتكاك بين الورقة والقلم يسمح بالكتابة.
- يمكن للطيور أن تطير بسبب الاحتكاك بين أجسامها والهواء.