أثر قوة الاحتكاك على حركة الأجسام هو التباطؤ من السرعة.
يعد الاحتكاك هو القوى التي تقاوم الحركة عند تلامس سطح الأجسام مع سطح لجسم آخر حيث يتم الحد من صفة الجسم الميكانيكية للآلة من خلال احتكاك الجسم.
بما يعني الحد من نسبة المخرجات إلى المدخلات بسبب الاحتكاك إذ ربما تستخدم السيار ¼ طاقتها من أجل الحد من الاحتكاك ورغم ذلك فإن الاحتكاك بالإطارات هو ما يعطي السيارة البقاء في الطريق.
كما أن الاحتكاك بـ مقبض السيارة هو الذي يجعل السائق يتمكن من قيادة السيارة.
ترجع أهمية الاحتكاك بدء من أعواد الثقاب وحتى الآلات إلى الهياكل الجزيئية حيث يعتبر الاحتكاك واحدا من أهم الظواهر الموجودة في العالم المادي.
أنواع قوى الاحتكاك
يعتبر الاحتكاك هو القوة التي تتنافس مع الحركة بين أي سطح مع القاعدة التي تلامسه وربما يحدث الاحتكاك الحركي أو الاحتكاك الساكن أو الانزلاق والمتداول بين أسطح الأجسام الصلبة أو الاحتكاك السائل في الغازات والسوائل وفيما يلي نتعرف على أنواع الاحتكاك:
الاحتكاك الجاف
حيث يعتبر الاحتكاك الجاف هو القوة المنافسة مع السطح الصلب المنزلق مع سطح آخر صلب وعادة يتعارض الاحتكاك الجاف مع الأسطح المنزلقة قريبا من بعضها البعض إذ يصبح لها تأثير الحركة المعاكسة أو أنها تؤدي إلى الحركة في الأجسام.
علما بأن الأكثر استعمالا للاحتكاك الجاف يكون احتكاك الكولوم ومن الممكن تقسيم ذلك الاحتكاك إلى احتكاك حركي واحتكاك ثابت.
فمن الممكن تخيل وجود صندوق فوق سطح ما إذ يمكن تطبيق قوة الدفع الموازية للسطح ومن ثم يتم زيادة قوة الدفع تدريجيا بشكل بطيء وبالتالي فإن القوة العادية وقوة الجاذبية وقوة الاحتكاك من شأنها التأثير على الصندوق.
الاحتكاك الساكن: أثناء عملية المشي التي نقوم بها يوميا يمكن أن تمارس حركة أقدامنا الخلفية ضغطا على الطريق بينما تكون القدم الأخرى متحركة إلى الأمام وبالتالي يمكننا إدراج ذلك الاحتكاك بالاحتكاك الساكن حيث ينزلق قماشان فوق بعضهما البعض.
الاحتكاك الحركي: وفي هذه الحالة يكون الاحتكاك الحركي هو القوة الاحتكاكية التي تناوئ الحركة هي نفسها المعامل للاحتكاك الحركي مضروب في القوة العادية بين السطح والصندوق.
الاحتكاك المتداول: وهذا هو الاحتكاك المتدحرج والذي يعتبر واحدا من أنواع الاحتكاك الديناميكي أو الحركي إذ يدخل ذلك النوع من الاحتكاك قيد التنفيذ عند تدحرج جسم فوق جسم آخر.
مثال على ذلك عند تدحرج عجلة أو قرص دائري أو كرة أو حتى حلقة على سطح ما فإن القوى التي تعارض حركة القرص أو الدائرة تعرف حينها بالاحتكاك التداول.
انزلاق الاحتكاك: وهو الاحتكاك الذي يحدث عند انزلاق جسم على جسم آخر فإن القوة المعاكسة لهذا الانزلاق التي تدخل حيز التنفيذ تكون هي الاحتكاك المنزلق إذ يعتبر الانزلاق الاحتكاكي هو انزلاق توضيحي.
احتكاك السوائل
ربما يحدث احتكاك بين طبقات المادة السائلة التي تتحرك في اتجاهات عكس بعضها البعض وهو ما يعرف بالصراع الداخلي لتدفق اللزوجة وأيضا تعرف لزوجة السائل في المصطلحات اليومية باسم السُمك.
حيث تعطي اللزوجة جميع السوائل فعلية المقاومة للقص ولذلك تكون لزجة حيث أنه من المفيد استخدام مصطلح مائع مثالي لأنه لا يعطي مقاومة للقص ولهذا فإنه يعتبر غير لزج.
على سبيل المثال لتوضيح احتكاك السوائل عند وجود سطح ما بين لوحين زجاجيين رفيعين مبلل يمكن أن يُرى أن تلك الألواح تتعثر حيث لا تسقط اللوحة السفلية عند الإمساك فقط باللوحة العلوية.
العوامل التي تؤثر على قوة الاحتكاك
توجد بعض العوامل التي تؤثر على قوة الاحتكاك بين الأجسام والتي نوضحها لكم في النقاط التالية ومنها الآتي.
حيث تتأثر تلك القوة بشكل أساسي بالنسيج الخاص بالسطح وأيضا مقدار قوة الدفع.
أيضا تتأثر قوة الاحتكاك بموضع الكائن والزاوية الخاصة به وأيضا مقدار قوة الاحتكاك.
عند وضع جسم مسطح فوق جسم ما حينها تكون قوة الاحتكاك المؤثرة مساوية لوزن الجسم.
إذا تم دفع جسم معين على سطح ما فإنه بالتالي تزيد قوة الاحتكاك وتصبح أكثر من وزن الجسم المدفوع.
أهمية قوة الاحتكاك
تمتلك قوة الحركة أهمية كبيرة للأجسام ومنها ما يلي.
تعرف المقاومة التي يتعرض لها الجسم أو السطح المعين حين توجد حركة نسبية مع سطح ما بعملية الاحتكاك.
أيضا هذه القوة هامة جدا حيث يكون الشخص غير قادر على إيقاف تحرك أي عنصر دون وجود الاحتكاك.
ترجع أهمية قوة الحركة إلى أن قوة الاحتكاك تولد قوة الاستجابة حيث ينتج عن ذلك عملية المشي وحمل الأشياء أو الكتابة وايضا تثبيت المسامير فوق الجدران.
يساعد الاحتكاك على منع إطارات السيارات من الانزلاق على الطرق وبالتالي فإنه من المستحيل قيادة السيارة على الطريق دون وجود الإطار وغير ذلك من الفوائد التي لا حصر لها والتي نحصل عليها من الاحتكاك.
وفي النقاط التالية نتعرف على مزايا وعيوب قوة الاحتكاك:
مزايا الاحتكاك هي: يساعد الاحتكاك مكابح السيارة على إيقافها كما تساعد على السير فوق الأرض وأيضا يؤدي الاحتكاك إلى تفكك الأحجار أو الكويكبات في الغلاف الجوي قبل اقترابه من الأرض.
عيوب الاحتكاك هي: تساهم في توليد حرارة زائدة وهذا ينتج عنه إهدار الطاقة كما يتم إنفاق الكثير من الأموال على الاستثمارات التي تبتعد عن الاحتكاك والأميال التي تؤديها من خلال التشحيم وذلك لأن الاحتكاك يعمل في عكس اتجاه الحركة حيث يحد من التحول.
أمثلة على قوة الاحتكاك
وفيما يلي أبرز الأمثلة على قوة الاحتكاك:
أثناء تحرك السيارة بقوة كبيرة ينبغي أن تكون قوة الاحتكاك بين سطح الطريق وإطار السيارات وافية حتى يمكن الحد من سرعة السيارة أو زيادتها وبالتالي إن لم توجد قوة الاحتكاك الحركية بين سطح الطريق وإطار السيارة لن يتمكن القائد من ضبط سرعتها.
أيضا أرضيات المبنى ينبغي أن يكون لها قوة احتكاك كافية حتى لا يسقط الأفراد أو ينزلقوا كما نشاهد الحوادث المميتة لسقوط أو انزلاق المسنين في أرضيات الحمام.
مثال آخر عند وضع الزجاجة أو أي شيء آخر فوق الطاولة فإن ما يحافظ على ثباتها هو قوة الاحتكاك الساكنة فإن لم توجد تلك القوة فيمكن للهواء أن يتسبب في انزلاق الزجاجة وسقوطها على الأرض.
أسئلة أخرى قد تهمك
ما تأثير القوة في جسم ساكن؟
تتسبب القوة في تغيير سرعة الجسم الذي له كتلة وأيضا تحريك الأجسام الساكنة مما يعمل على إكساب الجسم تعجيل حيث أن القوى هي سحب أو دفع الأجسام ويمكن لها أن تنشأ نتيجة الظواهر الطبيعية مثل المغناطيسية أو الجاذبية أو أي ظاهرة أخرى.
هل قوة الاحتكاك تعيق حركة الجسم؟
تتمثل قوة الاحتكاك في القوة الناشئة من تلامس جسمين إذ أن قوة الاحتكاك تعمل باتجاه عكس حركة الجسم وبذلك تقل سرعة الجسم مع زيادة الاحتكاك كما أن قوة الاحتكاك تعتمد على نوع المادة ونوع السطح الملامس لها.
ما الذي يؤثر في حركة الجسم على سطح ما؟
يؤثر الوزن في حركة الجسم على سطح ما ومن الممكن أن يتم إيجاد قوة الاحتكاك عن طريق مقدار المركبة الأفقية للقوة المحصلة والمؤثرة على الجسم.
