تعريف الاحتكاك الحركي

مفهوم الاحتكاك وأشكاله

يعرّف الاحتكاك بأنّه القوة المقاومة للحركة والتي تحدث عند تحرك سطحين متلاصقين باتجاهين مختلفين، وتحدث أيضاً داخل المادة نفسها كما يحدث في الموائع، ويقسم إلى قسمين هما: الاحتكاك الحركي و الاحتكاك السكوني ، وفي هذا المقال سوف نستعرض مفهوم الاحتكاك الحركي وقوانينه وتطبيقاته.

تعريف الاحتكاك الحركي

يعرّف الاحتكاك الحركي بأنه القوة التي تحدث بين سطحين متحركين وتكون معاكسة لاتجاه الجسم المتحرك، وتعتمد حجم القوة على معامل الاحتكاك الحركي بين المادتين ويرمز لها فيزيائياً برمز (F _k ) ، ويمكن تبسيطها بالقول إنها القوة المقاومة لانزلاق الجسم على سطح معيّن حيث تتجه القوة بالاتجاه المعاكس للاتجاه الذي ينزلق به الجسم، ومن الأمثلة على ذلك عند السير بمركبة على الطريق وأراد السائق إيقاف المركبة سوف يقوم بالضغط على المكابح مما يولد قوة احتكاك حركية بعكس اتجاه مسير المركبة فتتوقف، لكن إذا أردنا التوقف عن المسير على أرض جليدية سوف نواجه صعوبة أكبر للوقوف بسبب انخفاض معامل الاحتكاك الحركي للجليد، ومن الجدير بالذكر أن التغلب على الاحتكاك الساكن وبدء الجسم المتحرك بالحركة يزيل العوائق الجزيئية في السطح الثابت من خلال تآكل سطح المادة الثابتة، وبعد تغلّب الجسم المتحرك على قوة الالتصاق بين السطحين يبدأ الجسم بالسير تحت تأثير الاحتكاك الحركي حيث أنّ قوة الاحتكاك الحركي أقلّ بكثير من قوة الاحتكاك الساكن.

قوانين قوة الاحتكاك الحركي

هناك أربعة قوانين ثابتة للاحتكاك الحركي، نتسعرضهم فيما يأتي:

القانون الأول: تتناسب قوة الاحتكاك الحركي (F _k ) طردياً مع القوة العامودية للجسم (N) بين سطحين متصلين .
القانون الثاني: لا يؤثر شكل أو المساحة الظاهرة للسطح الملامس على قوة الاحتكاك الحركي.
القانون الثالث: تؤثر طبيعة ومادة السطح الملامس على قوة الاحتكاك الحركي.
القانون الرابع: لا تؤثر سرعة الجسم المتحرك على قوة الاحتكاك الحركي بشرط أن لا يكون الفرق في السرعة النسبية بين الجسم المتحرك والثابت كبير جداً.

صيغة الاحتكاك الحركي

يكتب معامل الاحتكاك الحركي بالحرف الإغريقي (mu) ويرمز له بالرمز (μ ) ويضاف إليه حرف فرعي لتمييزه عن معامل الاحتكاك السكوني وهو ( k ) اختصارا للكلمة الإنجليزية (kinetic) والتي تعني حركي.

تكتب المعادلة الفزيائية للاحتكاك الحركي كالتالي: - [3]

قوة الاحتكاك الحركي = معامل الاحتكاك الحركي * القوة العامودية للجسم

والصغية بالإنجليزية هي: Fk = μk η

Fk = هي قوة الاحتكاك الحركي.

μk = هو معامل الاحتكاك الحركي.

η = هي القوة العامودية المساوية لوزن الجسم والمعاكسة له بالاتجاه.

اشتقاق صيغة الاحتكاك الحركي

إنّ كتلة الجسم الملتصق بسطح تتأثر بقوة الجاذبية للأسفل مما يولّد قوة وزن الجسم باتجاه الأسفل مما يؤدي إلى رد فعل عكسي من السطح المعرّض للوزن ويولّد قوة طبيعية عمودية معاكسة لاتجاه الوزن ومساوية لها بالقيمة.

وتكتب المعادلة بالشكل التالي:

الوزن = القوة العمودية = كتلة الجسم * ثابت الجاذبية الأرضية

W = η = M*g: حيث إن

وزن الجسم ويقاس بالنيوتن: W

القوة العمودية الطبيعية وتقاس بالنيوتن: η

وزن الجسم ويقاس بالكيلو جرام: M

g: ثابت الجاذبية الأرضية وهو (9.18 م\ث²)

لنفترض أن الجسم الملاصق لسطح معيّن تعرض لقوة (F) باتجاه اليمين، سوف تقاوم هذه القوة بقوة متجهة للأسفل (Fn) وقوة الاحتكاك السكوني (Fs) متجهة لليسار، فإذا زادت القوة وبدأ الجسم بالتغلب على مقاومة السطح (μs) سوف تتولد قوة الاحتكاك الحركي باتجاه معاكس لحركة الجسم، كما يتمثل في المعادلة الآتية:

F_k = μ_kη

أي أن العلاقة بين القوة العمودية (الوزن) ومعامل الاحتكاك الحركي يتناسب طردياً مع قوة الاحتكاك الحركي بشكل يقاوم حركة الجسم على السطح.

تطبيقات الاحتكاك الحركي

هناك الكثير من التطبيقات التي نجدها في واقعنا للاحتكاك الحركي، نستعرض فيما يأتي العديد منها بشكل يسهل على القارئ فهم هذه العملية الفيزيائية:

نحك اليدين ببعضها في الشتاء عند الشعور بالبرد لأنّ الاحتكاك بين اليدين يولّد الطاقة الحرارية التي تُشعر الإنسان بالدفء.
تصنع إطارات السيارات بفرزات على سطح الإطار لزيادة الاحتكاك بين الإطار والطريق، وذلك حسب القانون الثالث للاحتكاك الحركي بأنّ طبيعة المادة تؤثر في قوة الاحتكاك الحركي.
تستخدم الزيوت في الأجزاء الميكانيكية الدوّارة كالمسننات والتروس التفاضلية لتحسين الاحتكاك بين الأجزاء الميكانيكية وحمايتهم من التآكل المبكر، لأنّ الزيوت لديها معامل احتكاك حركي أقلّ بكثير من المواد الصلبة .

2023-12-1426تعليم

مزيد من المشاركات

طريقة زراعة الموز

تحضير تربة الزّراعة تجهّز التربة لزراعة الموز باتّباع الخطوات الآتية: تُنظّف الأرض في موقع الزراعة من خلال قطع الأشجار الموجودة، وتجميعها ليتم حرقها بعد ذلك. تُجفّف التربة من رطوبتها؛ لأنّ الماء يمنع الجذور من النمو. تجهز القنوات من خلال حفر واحدة منها كل 15 متراً باتجاه الميل، وتوزيعها على كافة جوانب موقع الزراعة، بالإضافة لتجهيز، وحفر قناة كبيرة في الوسط؛ ليتم تجميع كل المياه فيها. تُستخدم قطع خشبية لوضعها في المكان الذي سيتم زراعة الموز فيه، على شكل صفوف؛ لتمييزها، حيث تتفاوت المسافة مع

قواعد المثنى في اللغة العربية

مفهوم المثنى المثنى هو اسم من الأسماء في اللغة العربية، التي تدل على اثنين أو اثنتين من حيث العدد، ومن الأمثلة على المثنى: هذان معلمان محبوبان. إعراب المثنى يتميّز المثنى عن غيره من كلمات اللغة بكونه يعرب بالحروف لا بالحركات، فهو يرفع بالألف، وينصب ويجر بالياء، على عكس الكلمات الأخرى التي تعرب بالحركات، مع الانتباه إلى حذف النون من آخره إن جاء مضافاً كما في جملة قابلتُ مهندسي المشروع. قواعد خاصة بالمثنى للمثنى مجموعة من القواعد التي وجب ذكرها فيما يأتي: هناك كلمات تسمى الكلمات الملحقة بالمثنى

كلام شوق وحب

كلمات الشَوق الشّوق يعتبر صفة من الصّفات الدالّة على كُبر الحُب، فالابتعاد القليل عن الحبيب يشعر بأنه دهراً، ويزيد من الشّوق والحب في قلبه. أجمل كلمات الشّوق والحب كتبناها لكم في هذا المقال استمتعوا بها. كلام شوق وحب شوقي لك قد يتحوّل من ألمٍ إلى فرحِ لو علمت أنك تشتاق لي في ذلك الوقت. الشّوق شعور في داخلِ الإنسان يتنامى حتى يفشل في التّعامل معه فيقودنا من دون أن نشعر للحزنِ ، والألمِ لمن فارقنا. عشقك كسكرات الموت، يدبّ في أوصالي فتختنقُ أنفاسي، وتتمزّق روحي، ويتركُني ما بين الموت والحياة

كيفية تنظيم ضغط الدم

ضغط الدم يمكن تعريف ضغط الدم (بالإنجليزية: Blood pressure) على أنّه القوة التي يؤثر بها الدم في جدران الشرايين أثناء مروره خلالها بعد ضخه من القلب، ويُعرف مرض ارتفاع ضغط الدم بالقاتل الصامت، ويُعزى ذلك إلى أنّ ارتفاع ضغط الدم غالباً لا يتسبّب بظهور أي أعراض على المريض حتى يبدأ بتدمير أنسجة القلب، لذلك لا يُلاحظ معظم الأشخاص إصابتهم بارتفاع ضغط الدم، ومن الجدير بالذكر أنّ معدّل ضغط الإنسان الطبيعي يجب ألّا يتجاوز 120/80 مليمتر زئبقي، ولكن في حال ارتفاع ضغط الدم، يحدث أن يندفع الدم بقوة أكبر

تفسير رؤية اللون الأصفر في المنام

تفسير رؤية اللون الأصفر في المنام تتعدد رؤى الإنسان ومناماته، فمنها ما تكون بشرى من الله لعباده، وهي الرؤيا الصالحة؛ والتي كثيراً ما يراها الصالحون وقليلاً ما يراها غيرهم، ومنها ما يحدث الإنسان بها نفسه، وتكون نتيجة لضغوطات ومواقف وأحداث يومية، ومنها ما تكون من أهاويل الشيطان ليحزن الإنسان أوليخيفه. وقد فرق النبي -صلى الله عليه وسلم- بين الرؤيا والحلم في قوله: (إذا رَأَى أحَدُكُمْ رُؤْيا يُحِبُّها، فإنَّما هي مِنَ اللَّهِ، فَلْيَحْمَدِ اللَّهَ عليها ولْيُحَدِّثْ بها، وإذا رَأَى غيرَ ذلكَ ممَّا

جزيرة بوراكاي

جزيرة بوراكاي تعد جزيرة بوراكاي (Boracay) الواقعة في الفلبين واحدة من أفضل الأماكن السياحية فيها، يقع طول الشاطئ فيها 7 كم فقط لكنه يمتاز بالنمو والتطور الكبير، بالإضافة لجمال الشواطئ فيها، واحتوائها على العديد من الفنادق والمطاعم والأماكن المختصة بالغطس على ضفاف الجزيرة، وتعد الجزيرة منطقة جاذبة للسياح؛ تحديداً من أنحاء آسيا. أفضل الأماكن لزيارتها في جزيرة بوراكاي آرييل بوينت يمكن القيام بزيارة منطقة آرييل بوينت (بالإنجليزية: Ariel’s Point) الواقعة في جزيرة بوراكاي التي تمتاز بأنها مرتفعة

مدينة مانشستر

مدينة مانشستر تقع مانشستر شمال غرب إنجلترا بما في ذلك المنطقة التاريخية، وتشمل مانشستر منطقة جنوب نهر ميرسي، وجميعها تابعة لمقاطعة شيشاير التاريخية، وتُعتبر مانشستر أكبر منطقة حضارية في شمال إنجلترا وهي لا تزال مدينة إقليمية مهمة، ولقد كانت مانشستر نموذجاً حضارياً في العديد من النواحي، فهي أولى مدينة صناعية ضخمة وذلك قبل نحو 250 عام، إذ كانت حتّى عام 1717م مجرد مدينة تحتوي على سوق وتضم 10 آلاف مواطن، وبحلول عام 1851م ازدهرت صناعة النسيج المكوّن من القطن بشكل رئيسي، بحيث أصبحت مدينة تجارية

أنواع السيوف

السيوف اليابانية تُعرف السيوف اليابانية باسم "katanas" مهما اختلف تصميمها، حيث إنّ سكان اليابان يستخدمون مصطلح كاتانا كاسم عام للسيف، وقد تطوّرت السيوف اليابانية عبر التاريخ الياباني، ويعدّ نوع "Tsurugi" أقدم أنواع السيوف اليابانية الذي يشبه السيف الأوروبي الطويل الذي يأتي مستقيم الشكل وله حدّان، وقبل القرن العاشر كان النوع "Chokutō" مستقيم الشكل موجوداً، أمّ النوع "Tachi" فهو سيفٌ كبيرٌ وطويل منحني الشكل (أكثر تقوسًا) ويمكن ارتداؤه بوضع رباطه على الخصر مع توجيه حافة السيف للأسفل، ثمّ تمّ