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 .

2023-12-148تعليم

مزيد من المشاركات

شروط ما بعد الحجامة

الحجامة تعرّف الحجامة (بالإنجليزية: Cupping) على أنّها نوع من أنواع الطب البديل الذي نشأ في الصين، ويقوم مبدأ عملها على وضع كؤوس مقلوبة على الجلد فيتولد ضغط لشفط تلك المنطقة، وقد تبين أنّ للحجامة فوائد كثيرة حيث تعمل على زيادة تدفق الدم، والتخفيف من الشد العضلي وتعزيز إصلاح الخلايا، كما وتساهم الحجامة في إنشاء أوعية دموية جديدة وأنسجة ضامّة جديدة، ويعتقد العديد من الصينيين بأنّ الحجامة تساعد على خلق التوازن بين الطاقة السلبية والطاقة الإيجابية داخل الجسم، وهذا بدوره يمكن أن يساعد الجسم على

مدينة منستير التونسية

مدينة منستير التونسية تُعرف مدينة المنستير في تونس، بأنّها مدينة الحكام والوزراء التونسيين، فهي مسقط رأس رئيس الجمهورية التونسية الأول الحبيب بورقيبة ومرقده أيضاً، وهي مدينة تاريخية بناها الفينيقيون، ويعود تاريخها لعام 509 قبل الميلاد، ويذكر التاريخ أن يوليوس قيصر نزل بها بعد أن خاض معركة كُبرى فيها، وجعلها قاعدةً عسكريةً لجيوشه. تسمية مدينة منستير كانت قديماً تُعرف باسم بروسبينا، وتعود تسميتها الحالية، نسبةً لاتفاقية توأمة قد أُبرِمت مع مدينة مونستير الكائنة في ألمانيا، وتحديداً في عام 1969

طريقة عمل كباب حلة مصرية

الكباب يعد الكباب من الأطباق الشهية التي تختلف بطرق إعدادها، حيث من الممكن إعداده عن طريق شويه، أو قليه، أو بالحلة، حيث يعد كباب الحلة المصري من الأطباق المشهورة في مصر، نظراً للذة طعمه، وسهولة تحضيره، حيث من الممكن إعداده بالخضروات، ثمّ تقديمه مع الأرز، أو الخبز، والبطاطس المقلية، وفي هذا المقال سنعرفكم على طريقة عمل كباب حلة مصرية. عمل كباب حلة مصرية المكوّنات: نصف كيلوغرام من اللحم المقطع إلى مكعبات. ثلاث بصلات مقطعة إلى مكعبات. كوب من الدقيق. أربعة فصوص من الثوم المفروم. رأس من الفلفل

طريقة عمل مشروب الشوكولاتة

الشوكولاتة تعتبر الشوكولاتة من أكثر الحلويات المرغوبة لدى الكثير من الأفراد، حيث تمتاز بطعمها الحلو واللذيذ، كما تمتاز بإمكانية استخدامها في صنع العديد من الحلويات والمشروبات؛ مثل: كيكة الشوكولاتة، ومشروب الشوكولاتة، وكب كيك الشكولاتة، ويعتبر مشروب الشوكولاتة أحد أنواع المشروبات التي يقبل على تناولها الكثير من الأفراد، إذ يمتاز بطعمه اللذيذ، وبإمكانية تقديمه بجانب البسكويت، وفي هذا المقال سنتحدث عن كيفية تحضير مشروب الشوكولاتة بعدة طرق. مشروب الشوكولاتة بالمارشملو المكوّنات: أربعة أكواب من

فوائد زيت اللوز للجسم

زيت اللوز يعدّ زيت اللوز من أكثر أنواع الزيوت العطرية والأكثر شهرة واستخداماً بين الناس، ويؤخذ من بذور نبات اللوز، ويتسم بأنه ذو لون أصفر، ورائحته خفيفة، ويحتوي على كل من فيتامين أ، وفيتامين ب1، وفيتامين هـ، وفيتامين ب2، وفيتامين ب6، كما أنه غني جداً بالمغنيسيوم، والفسفور، والنحاس، وغيرها العديد من العناصر الهامة لصحة الجسم، أما زيت اللوز المر، فيؤخذ من شجرة اللوز المر فهو غني جداً بمركبات البنز ألدهيد، وحمض الهيدروسيانيك، وجلايكوسايد أميدجادلين، ويستخدم زيت اللوز المر للتخلص من السموم

معلومات عن الدراسة في أرمينيا

إيجابيات الدراسة في أرمينيا يوجد عدة إيجابيات للدراسة في أرمينيا منها: لا تطلب الكليات في أرمينيا أي رسوم إضافية عند التسجيل. الرسوم الدراسية في أرمينيا منخفضة للغاية وأسعارها معقولة. تعترف الهيئات العالمية مثل منظمة الصحة العالمية والمركز الوطني الطبي بالكليات الطبية في أرمينيا. تكلفة المعيشة للطلاب في أرمينيا منخفضة جدًا. توفر الجامعات الأرمينية الدراسة باللغة الإنجليزية. أماكن الإقامة في أرمينيا مريحة للطلاب. وجود كادر تدريسي مميز في جامعات أرمينيا. تعتبر شهادة الطب في أرمينيا مشهورة

من مؤسس الدولة الأموية

الدولة الأموية في عام 40 هـ وبعد مقتل علي بن أبي طالب رضي الله عنه، بدأ الأمويون بتأسيس دولتهم، وقد كان أبو سفيان بن حرب والد معاوية أحد أكبر سادات قريش وزعمائها قبل الإسلام، وكانت موكلةٌ إليه مهمّات كبيرة عدة، منها قيادة قوافل التجارة، وإدارة شؤون الحروب. عامل الرسول صلى الله عليه وسلم أبا سفيان معاملة كريمة، وقال: من دخل دار أبي سفيان فهو آمن. استخدم الرسول صلى الله عليه وسلم ابنه معاوية كاتباً له، وحارب معاوية وأخوه يزيد في عهد الخليفة عمر، وولَّى عمر بن الخطاب معاوية والياً على دمشق ثمّ

ترتيب دول العالم من حيث المساحة

ترتيب دول العالم من حيث المساحة روسيا تُساوي المساحة الإجمالية لروسيا 17,098,242 كم، أي ما نسبته 11.5% من مساحة سطح الأرض، كما تُساوي مساحة اليابسة فيها 16,377,742 كم²، أمّا مساحة الماء 720,500 كم²، حيث يمتد خطها الساحليّ 37,653 كم، أمّا بحرها الإقليمي فإنّه يمتد 22 كم، وتقع روسيا شمال قارة آسيا مُطلةً على المحيط المتجمد الشماليّ، وتمتد من أوروبا حيث الجزء الغربي من جبال الأورال إلى شمال المحيط الهادئ، وتكون إحداثياتها الجغرافية 60° شمالاً و 100° شرقاً. تضمّ روسيا سهولاً واسعةً وتلالاً منخفضةً