ما هو الاحتكاك؟

محتويات

١ مقدمة
٢ أنواع الاحتكاك
٣ معامل الاحتكاك
٤ فوائد الاحتكاك
٥ أضرار الاحتكاك
٦ طرق التقليل من الاحتكاك
٬ المرجع

١ مقدمة

الاحتكاك هي عبارة عن القوة المقاومة التي تحدث عند تحرك سطحين متلاصقين باتجاهين متعاكسين، عندما يكون بينهما قوة ضاغطة تعمل على تلاحمهما معاً وينتج عنها كمية من الحرارة، ولولا وجود هذه القوة لبقيت الأجسام تتحرك وتنزلق دون توقف، فقوة الاحتكاك هي التي تساعد على ثبات الأجسام وبقائها مكانها.

٢ أنواع الاحتكاك:

الاحتكاك الساكن:/ ويحدث هذا النوع من الاحتكاك عندما يكون الجسم الأول ثابتاً بالنسبة إلى الجسم الثاني، مثل:/ وجود الكتاب على الطاولة، والقوة الابتدائية المُحتاجة لتحريك هذا الجسم تكون غالباً أكبر بقليل من قوة الاحتكاك الساكن، ويكون معامل الاحتكاك الساكن في الغالب أكبر من معامل الاحتكاك الحركي./الاحتكاك المتحرك:/ يحدث هذا النوع من الاحتكاك عندما يتحرك الجسم الأول بتناسب مع الجسم الثاني، ويحتك أحدهما بالآخر، مثل:/ وجود مزلجة على الأرض، ويكون معامل الاحتكاك الحركي في الغالب أقل من معامل الاحتكاك الساكن./فوائد الاحتكاك يساعد الاحتكاك السيارات والقطارات وجميع وسائل المواصلات أن تتحرك، وذلك بفعل الاحتكاك بين الأرض والعجلات./يساعد الناس على السير على أقدامهم والوقوف وقفة سليمة، بسبب وجود الاحتكاك بينهم وبين الأقدام، ومع غياب الاحتكاك لن يستطيع الناس السير على أقدامهم أو حتى الوقوف بشكلٍ سليم، وكأنهم واقفون على أرضٍ منزلقة./غياب الاحتكاك لن يبقي الحبال مربوطة وسوف تنفك./غياب الاحتكاك لن يبقي بناية في مكانها./لن يستطيع الإنسان الإمساك بأي شيء في يده، وسوف يتساقط وينزلق بسرعة.

٣ معامل الاحتكاك:

معامل الاحتكاك هو كمية عددية تستخدم للتعبير عن النسبة بين قوة الاحتكاك بين جسمين والقوة الضاغطة بينهما، وليس له وحدة قياس./ويعتمد على مادتي الجسمين./مثلا الجليد على المعدن لهما معامل احتكاك قليل (أي إنهما ينزلقان على بعض بسهولة)./أما المطاط على الأسفلت فلهما معامل احتكاك عالي جدا (لا ينزلقان على بعض)، انظر الجدول./µس السطح 2 السطح 1 0,06 جليد خشب 0,02 - 0,1 ثلج نحاس أصفر 0,07 معدن (مشحم) معدن 0,25 خشب بلوط خشب بلوط 0,5 - 0,9 خرسانة (مبللة) مطاط 0,7 - 1 خرسانة جافة مطاط معامل الاحتكاك الساكن لبعض المواد يعتبر معامل الاحتكاك كمية تجريبية، أي انه يجب قياسه عن طريق التجربة ولا يمكن حسابه بالمعادلات الرياضية./كما أن معظم المواد الجافة مع بعضها تعطي معامل احتكاك بين 0,3 و0,6./ومن الصعب الحصول على قيمة خارج هذا المجال./إن قيمة 0 لمعامل الاحتكاك تعني انه لا يوجد احتكاك بالمرة وسينزلق الجسمان على بعضهما إلى ما لا نهاية./و يكون معامل الاحتكاك الساكن أكبر من الحركي لأن النتوءات والفجوات الموجودة بين أسطح الأجسام المتلاصقة تتداخلان في بعضهما فتسببان مقاومة السطحين للانزلاق./ولكن إذا بدأ الجسم في الانزلاق فلن يتوفر الوقت اللازم للسطحين لكي يتلاحما تماماً كل مع الآخر.و نرمز له ب Fr بالنسبة إلى الاحتكاك المقاوم وFm للاحتكاك المتحرك

٤ فوائد الاحتكاك:

ينظر إلى قوة الاحتكاك على أنها قوة مبددة، ومعيقة لحركة الأجسام، وعندما نحسب الشغل المبذول ضد الاحتكاك نعتبره شغلا ضائعا ونحاول في الكثير من التصاميم الميكانيكية تقليل قوى الاحتكاك إلى أقل قدر ممكن بغية تحقيق أداء أفضل للآلات والماكينات ولكن ليس الاحتكاك ضار إلى هذا الحد؟ وما الذي سيحدث لو أن الاحتكاك في لحظة ما قد اختفى من العالم، أي أصبح صفرا؟ إذا اختفى الاحتكاك فلا بد إن السيارات والقطارات وجميع وسائل المواصلات لن تستطيع أن تتحرك لأنها تتحرك بواسطة الاحتكاك بين الأرض والعجلات./وحتى لو تحركت فإنها لن تستطيع أن تتوقف، لأن الفرامل تعتمد أساسا على الاحتكاك.كما لن يستطيع الناس السير أو حتى الوقوف وقفة سليمة، وكأنهم واقفون على أرضية جليدية./ولن يستطيعوا أن يمسكوا بأي شيء لأنه سينزلق من أيديهم./كما ستتفتت الجبال ولن يبقى عليها أي غطاء من التربة.و لن تبقى أي بناية سليمة بل ستتهدم./وستفك الحبال المربوطة./كل هذا بسبب الانزلاق وانعدام الاحتكاك./باختصار، الحياة مستحيلة بدون احتكاك. فللاحتكاك فوائد مهمة؛ فهو يجعل عجلات السيارة تتحرك على الرصيف، ويجعل عجلات القاطرة تمسك بقضبان السكك الحديدية./وهو يسمح للسير الناقل بأن يدير البكرة دون انزلاق./وأنت لا تستطيع السير دون الاحتكاك لتمنع حذاءك من التزحلق على الرصيف./ولهذا فمن الصعب السير على الجليد؛ حيث أن السطح الأملس يسبب احتكاكاً أقل من الرصيف، وبذلك يسمح للحذاء بالانزلاق./ويثبت التربة على سطح الجبال ويثبت البنايات ويجعلها قائمة./ويجعل الحبال المربوطة تبقى ثابتة./بالإضافة إلى العشرات إن لم يكن المئات من الفوائد الأخرى.

٥ أضرار الاحتكاك :

الطاقة المبذولة من خلال الاحتكاك يتم تحويلها إلى تشوه وحرارة، ففي الآلات، يذهب جزء كبير من الطاقة من خلال تحويلها إلى طاقة حرارية وذلك بسبب الاحتكاك./يسبب الاحتكاك الانصهار في بعض الأجسام، كما يؤدي إلى تشوه شكلها./التشوه في الأجسام صفة متلازمة مع الاحتكاك./تصبح الأجسام بالية وتفقد قدرتها على التحمل، مما يؤدي إلى تعطل بعض الآلات.

٦ طرق التقليل من الاحتكاك:

الأجهزة:/ مثل العجلات أو الأنابيب التي يتم استخدامها في المطارات من أجل نقل الحقائب من مكان إلى آخر، حيث إنها تعمل على تحويل الاحتكاك الانزلاقي إلى احتكاك دحروجي مما يساعد على تقليل الاحتكاك./التقنيات:/ وهي واحدة من التقنيات المستخدمة في محطات القطار، بحيث تجعل الروابط بين مقطورات القطار رخوة، وبهذه الطريقة يستطيع القطار أن يجرّ كل مقطورة بشكلٍ منفصلٍ عن المقطورة الأخرى، بدلاً من سحبها جميعاً مرةً واحدة، وهذا يقلل من نسبة الاحتكاك الكلي ويوزعه بالتساوي على الزمن./المزلقات أو سوائل التزليق:/ وهي الأفضل من أجل تقليل نسبة الاحتكاك، ويتم فيها وضع كمية مناسبة من الزيوت أو الشحوم على السطوح، حيث إن هذه المواد تساعد بشكلٍ كبير في التقليل من عملية الاحتكاك.