تعريف الاحتكاك السكوني
الاحتكاك السكوني هو عبارة عن القوة التي تبقي على الجسم في حالة سكون وتمنعه من الانزلاق، ويمكن تعريف الاحتكاك السكوني على أنه الاحتكاك الناتج عن محاولة تحريك جسم ثابت على سطح ما دون وجود حركة نسبية بين الجسم والسطح الموجود عليه، ويمكن تفسير الاحتكاك السكوني على أنه قوة الاحتكاك التي توازن ما بين القوى المؤثرة في الجسم الثابت والسطح الذي يرتكز عليه ما دام الجسم في حالة السكون، ويكون الاحتكاك السكوني في جميع الأوقات معاكساً للقوة المطبقة على الجسم، وبمجرد أن يبدأ الجسم بالتحرك، يتم التخلّص من قوة الاحتكاك السكوني وتبدأ قوة الاحتكاك الحركي بالتأثير على الجسم.
أمثلة على الاحتكاك السكوني
يمكن اعتبار كل جسم يكون في وضعية السكون فوق سطح ما معرضاً للاحتكاك السكوني مثل:
- مجموعة من الكتب فوق الطاولة.
- منشفة معلقة على حمالة جدارية.
- سيارة متوقفة على منحدر.
- كرة متوقفة في مكانها على الأرض.
السبب في حدوث الاحتكاك السكوني
عند الحديث عن الاحتكاك السكوني من المهم النزول إلى المستوى المجهري لفهم ما يحدث، فعلى المستوى المجهري تكون أسطح الأجسام غير متساوية مع بعضها البعض بغض النظر عن مدى نعومة ملمس سطح الجسم، فعند النظر إلى سطح جسم ما تحت المجهر، يكون سطحه مليئاً بالنتوءات على شكل قمم ووديان مثل منطقة جبلية على سطح الأرض ، وعندما يتلامس الجسم مع جسم آخر فريد بخصائص وشكل سطحه، تتفاعل وتتداخل هذه النتوءات مع بعضها البعض وتصبح هي نقاط الاتصال ما بين سطحي الجسمين، فقد يبدو الجسم عند النظر إليه كأنه يرتكز على سطح الأرض ويلامسه، هذا التلامس هو منطقة التلامس الظاهرة فقط، لكن التلامس الفعلي هو التلامس والتداخل ما بين النتوءات المجهرية، والتي تعتبر على أنها مناطق التلامس الفعلي. [3]
معامل الاحتكاك السكوني
إن معامل الاحتكاك هو قيمة عددية بلا وحدة قياس، وهي نسبة قوة الاحتكاك بين جسمين والقوة التي تؤثر عليهما معاً، وبالتالي فإن معامل الاحتكاك السكوني هو نسبة الحد الأقصى لقوة الاحتكاك الساكن بين الأسطح المتلامسة قبل أن تبدأ الحركة إلى القوة العادية المؤثرة عليهما، وعلى سبيل المثال؛ يكون معامل الاحتكاك السكوني الخاص بالجليد منخفضاً، ويعني هذا الأمر أنه عند محاولة تحريك جسم ما فوق الجليد ستحتاج إلى قوة صغيرة نسبياً لبدء حركة هذا الجسم، ولنفترض أن نفس الجسم كان موجوداً فوق سطح مصنوع من الخشب الذي يمتلك معامل احتكاك سكوني مرتفع، ستحتاج إلى قوة أكبر لتتمكن من البدء بتحريك الجسم، ويتم تحديد قيمة معامل الاحتكاك السكوني بشكل تجريبي، وتعتمد قيمته على نوع المادة، فلكل مادة من المواد المختلفة قيم معامل احتكاك سكوني مختلفة، كما تكون قيمة معامل الاحتكاك السكوني أكبر من قيمة معامل الاحتكاك الحركي.
حساب الاحتكاك السكوني
عند تطبيق مقدار معيّن من القوة على جسم ساكن، إذا لم تتغلب هذه القوة على قوة الاحتكاك السكوني فلن تتمكن من تحريك الجسم، كما أنه إذا تم زيادة مقدار القوة بشكل تدريجي سيتم الوصول إلى قيمة الحد الأقصى للاحتكاك السكوني وسيتحرك الجسم، ويتم قياس مقدار القوة بوحدة نيوتن (N)،ويمكن حساب قوة الاحتكاك السكوني باستخدام المعادلة التالية:
الاحتكاك السكوني= معامل الاحتكاك السكوني × القوة العمودية المؤثرة على الجسم
وبالرموز:
ق ح س= م ح س× ق ع
وبالرموز الإنجليزية:
Fs = μs x Fn
حيث أن:
- ق ح س (Fs): مقدار قوة الاحتكاك السكوني لجسم ساكن.
- م ح س (μs): معامل الاحتكاك السكوني للجسم.
- ق ع (Fn): مقدار القوة التي يتم تطبيقها على الجسم الساكن.
