حساب قوة الاحتكاك

قوانين حساب الاحتكاك

يقصد بالاحتكاك (بالإنجليزية: Friction) القوّة التي تعمل على مقاومة حركة جسم صلب فوقَ جسم صلب آخر، سواء أكانَ متحركاً أو متدحرجاً أو منزلقاً، ويزداد مقدار الاحتكاك بينَ جسمين يتحرك أحدهما فوقَ الآخر بزيادة وزن الجسم المتحرك، ومعامل الاحتكاك الخاصّ بالجسم الذي يتحرّك عليه ويرمز له بالرمز اليونانيّ (μ).

يصنّف الاحتكاك إلى نوعين أساسيين هما: الاحتكاك الحركيّ، والاحتكاك السكونيّ .

حساب القوة العمودية للسطح المائل

عندما يتحرك الجسم على سطح مائل تؤثر القوة العمودية عليه بشكل عمودي، وتؤثر قوة الجاذبية الأرضية عليه للأسفل، والقوة العمودية تساوي: m × g، حيث إن m ترمز إلى الكتلة بالكيلوغرام، و g إلى تسارع الجاذبية الأرضية الذي يساوي 9.8 م/ث أو نيوتن/كغ.

وعندما يكون السطح مائلاً فإن القوة العمودية تقل كلما زاد ميلان السطح، ولحساب القوة العمودية للسطح نستخدم القاعدة الآتية: (N = mg cos (θ، حيث إن θ هي زاوية ميل السطح.

حساب قوة الاحتكاك السكوني

يعرف الاحتكاك السكونيّ (بالإنجليزية: Ststic friction) بأنّه القوة التي يحدثها الجسم الساكن عندما يحاول الانتقال من وضع السكون إلى وضع الحركة، إذ يحتاج هذه القوّة لمقاومة الاحتكاك الذي بينه وبينَ السطح الذي يقف عليه.

تؤثر قوّة الاحتكاك السكونيّ على الجسم بجعله في حالة من السكون، وهي نوع من أنواع المقاومة التي يبديها الجسم عندَ تغيير حالته الحركيّة، ويمكن صياغة قانون الاحتكاك السكوني كما يأتي:

قوة الاحتكاك السكوني= ثابت الاحتكاك الساكن× القوة العمودية

وبالرموز:

ق ح س = م ح س × ق ع

وبالرموز الإنجليزية:

Fs=μs×Fn

إذ إنّ:

ق ح س (Fs): قيمة قوّة الاحتكاك السكونيّ، وتقاس بوحدة نيوتن.
م ح س (μs): ثابت معامل الاحتكاك الساكن، وليسَ له وحدة قياس.
ق ع (Fn): قيمة القوّة العمودية، وتقاس بوحدة نيوتن.

حساب قوة الاحتكاك الحركي

يقصد بالاحتكاك الحركيّ (بالإنجليزية: Kinetic friction) القوّة التي تنشأ بينَ الأسطح المتحركة، إذ يواجه الجسم المتحرك قوّة معاكسة لاتجاه حركته.

ويحدث الاحتكاك الحركيّ بعدَ التغلّب على قوّة الاحتكاك السكونيّ، فعندَما يتحرّك الجسم ستستمرّ المقاومة التي يتعرّض لها ممّا سيبطئ حركة الجسم، ولكنّها ستكون أقلّ من المقاومة التي تعرّض لها عندَ محاولته الانتقال من وضع السكون إلى الحركة.

يمكن تلخيص قوّة الاحتكاك من خلال أربعة قواعد أساسيّة هيَ:

تتناسب قوّة الاحتكاك الحركيّ طرديّاً مع المقاومة الطبيعيّة الموجودة بين سطحين متصلين، وهو ما يطلق عليه معامل الاحتكاك الحركيّ.
لا تتأثّر قوّة الاحتكاك الحركيّ بالشكل أو بالمساحة الظاهرة للأسطح المتلامسة.
تتأثّر قوّة الاحتكاك الحركيّ بطبيعة ومادة السطح الملامس.
لا تتأثر قوّة الاحتكاك بسرعة الجسم الملامس، بشرط ألّا تكون السرعة النسبية بينَ الجسم والسطح كبيرة.

ويمكن صياغة قانون الاحتكاك الحركيّ كما يأتي:

قوة الاحتكاك الحركي= ثابت معامل الاحتكاك الحركي× القوة العمودية

وبالرموز:

ق ح ح= م ح ح × ق ع

وبالرموز الإنجليزية:

Fk=μk×η

إذ تشير الرموز إلى ما يأتي:

ق ح ح (Fk): قوّة الاحتكاك الحركيّ، وتقاس بوحدة نيوتن.
م ح ح (μk): ثابت معامل الاحتكاك الحركي، وليسَ له وحدة قياس.
ق ع (η): قيمة القوّة العمودية المؤثرة على الجسم، وتقاس بوحدة نيوتن.

ويكمن الفرق بينَ معادلة الاحتكاك السكونيّ والحركيّ هوَ أنّ القوّة التي تعوّض في معادلة الاحتكاك الحركيّ هيَ محصلة القوى المؤثرة على الجسم، أي القوّة التي تحرّك الجسم والقوّة العموديّة الناتجة من وزن الجسم، أما في قانون الاحتكاك السكونيّ فتكون القوّة هيَ مقدار القوّة التي تعمل على تحريك الجسم فقط.

أمثلة على حساب قوة الاحتكاك

وفيما يأتي بعض الأمثلة على حساب قوة الاحتكاك:

مثال1: تؤثر قوّة مقدارها 300 نيوتن على صندوق خشبيّ وزنه 5 كغ مستقرّ على الأرض، إذا كانَ معامل الاحتكاك السكونيّ للأرض يبلغ 0.3، جد مقدار قوّة الاحتكاك السكونيّ التي سيتعرّض لها الصندوق.

المعطيات:

ق ع = 300 نيوتن.
م ح س = 0.3

الحل:

لأنّ الصندوق ساكن على الأرض، يجب تطبيق قانون الاحتكاك السكونيّ: ق ح س = م ح س × ق ع
ق ح س =0.3 × 300=90 نيوتن.

مثال2: يدفع رجل صندوقاً كبيراً من الورق المقوى بقوّة مقدارها 400 نيوتن فوق سطح الأرض، وتبلغ كتلة الصندوق 75 كغ، إذا كانَ معامل الاحتكاك الحركيّ للأرض يبلغ 0.52، فاحسب مقدار قوّة الاحتكاك الحركيّ التي سيتعرّض لها الصندوق، ثمّ جد صافي القوّة التي تحرّك الصندوق.

المعطيات:

ك= 75 كغ.
م ح ح = 0.52
ق ع= 400 نيوتن

الحل:

الصندوق جسم متحرّك لذلك نطبق قانون الاحتكاك الحركيّ: ق ح ح= م ح ح × ق ع
يجب إيجاد مقدار القوّة العاموديّة التي يتعرّض لها الصندوق من خلال القانون: ق ع = ك × جـ؛ حيث إن جـ هنا تشير إلى قيمة تسارع الجاذبية الأرضية وهي قيمة ثابتة وتساوي 9.8.
ق ع=75 × 9.8، ومنه؛ ق ع=735 نيوتن.
بتعويض القيم في قانون الاحتكاك الحركي؛ ق ح ح =0.52 × 735= 382.2 نيوتن .
إيجاد محصّلة القوى التي يتعرّض لها الصندوق، وذلك بتطبيق قانون محصلة القوى؛ محصلة القوى= القوة التي تحرّك الصندوق - قوّة الاحتكاك الحركيّ
محصلة القوى=400 -382.2= 17.8 نيوتن.
إذًا؛ فقوّة الاحتكاك الحركيّ تعمل بعكس اتجاه القوّة التي يمارسها الرجل على الصندوق.

مثال3: إذا علمتَ أنّ قوّة عاموديّة يتعرّض لها الجسم تساوي 50 نيوتن، وقوّة الاحتكاك السكونيّ التي يتعرّض لها تساوي 80 نيوتن، أوجد معامل الاحتكاك.

المعطيات:

ق ع=50 نيوتن.
ق ح س=80 نيوتن.

الحل: بتطبيق قانون قوّة المعامل السكونيّ:

ق ح س = م ح س × ق ع
80= م ح س × 50
ح س
م ح س = 80 / 50 = 1.6

2023-12-1447تعليم

مزيد من المشاركات

كيف نحتفل بعيد الأضحى

مظاهر الاحتفال بعيد الأضحى يمكن اغتنام العيد للقيام بالأعمال الآتية: الحمد والشكر لله يكون احتفال المسلمين بالعيد من خلال شكر الله تعالى ، ويكون ذلك من خلال الالتزام بالعبادات، والحفاظ على أدائها بأوقاتها، والمداومة على المساجد، وذكر الله، وقراءة القرآن، والالتزام بالأعمال الصالحة، وخاصة في يوم العيد الذي ينشغل فيه الكثير عن العبادة، وبذلك يعد يوم يوماً فاصلاً، وهو بمثابة نقطة تحول تؤثر على السير في الطريق إلى الله تعالى. التهنئة في العيد يعد العيد مناسبة مباركة يجمع الله بها شمل المسلمين،

علاج ضعف الشهية عند الأطفال

ما هو علاج ضعف الشهية عند الأطفال قد يمرّ الطفل بفتراتٍ يفقد فيها شهيّته، أو يمتنع عن تناول الطعام في وقت الوجبة، الأمر الذي يُمكن أن يكون مُحبِطاً ومُقلِقاً، ومع ذلك فهناك العديد من الطرق البسيطة التي يُمكن اتّباعها لجعل وقت الوجبات ممتعاً للطفل والعائلة، وسنذكر فيما يأتي بعض النصائح التي قد تساعد على تحسين الشهية لدى الأطفال: نصائح لتحسين ضعف الشهية عند الأطفال توضّح النقاط الآتية بعضاً من النصائح التي تساعد على تعزيز الشهية لدى الأطفال: تقديم أصناف متنوعة من الطعام. تزويد الطفل بالأطعمة

كيف ننسى الألم

اتخاذ قرار النسيان من المعروف بأن المشاعر لا تختفي من تلقاء نفسها بل يستوجب الالتزام بالسماح لها بالرحيل من أجل نسيانها، وفي حالة عدم إجراء هذا الاختيار الواعي مسبقاً لن يتمكن الفرد من النسيان بل سينتهي به المطاف بتخريب جميع الجهود الذاتية المتخذة لإجراء قرار النسيان، كما يعتبر قرار النسيان بأنه قبول الفرد بالسماح للمشاعر بالرحيل، بالإضافة إلى أن التوقف عن خوض تفاصيل القصة مع الذات سوف يقلل من آلام الماضي . التعبير عن الألم يعتبر التعبير عن الألم الذي يشعر به الفرد من الأمور التي تساعد في

خلطات طبيعية لعلاج جفاف اليدين

جفاف اليدين يعاني الكثير من الأشخاص من مشكلة جفاف اليدين، والتي تسبب الإزعاج والتوتر الشديدين، كما تسبب الألم في حالة الجفاف الشديد الذي يؤدّي إلى الإصابة ببعض الجروح، وهناك العديد من العوامل المؤدية إلى جفاف اليدين، مثل: التعرض المباشر لأشعة الشمس، والتقدم في السن، والسباحة بشكلٍ مستمر، والتعرض لمواد التنظيف بشكل كبيرٍ، وفي هذا المقال سنذكر بعض الخلطات الطبيعية لعلاج هذه المشكلة. خلطات طبيعية لعلاج جفاف اليدين الملح وزيت الزيتون المكوّنات: ملعقتان كبيرتان من الملح الخشن. ملعقتان كبيرتان من

ماذا يسمى تعاقب الليل والنهار

تعاقب الليل والنهار خلق الله تعالى الليل والنّهار منذ أن خلق الأرض، فهذه أول الظواهر الطبيعية التي استطاع الإنسان أن يدركها ويميزها، فالليل يتميز بالعتمة وذهاب النور ويحل معه ظهور القمر، وفيه يستطيع الإنسان أن يستريح وينام. أمّا آية النّهار ففيه ضوء الشّمس الساطع الذي يستطيع أن يرى الإنسان حوله جيداً، وخصّ الله تعالى النّهار بالعمل وطلب الرزق وفيه يحصد الإنسان قوت يومه، وكان الليل والنّهار من الظواهر الفلكية التي درسها الإنسان. الحكمة من تعاقب الليل والنّهار قال الله تعالى في كتابه الكريم:

تعريف سورة فاطر

معلومات عن سورة فاطر تُعدُّ سورة فاطر من السور المكيّة، واتفق العلماء على مكيّتها، نزلت بين الهجرة إلى الحبشة ورحلة الإسراء والمعراج؛ وهي الفترة المُتوسطة في حياة المُسلمين في مكة، وكان نُزولها بعد سورة الفُرقان. ويدور حديثها عن العقيدة الصحيحة ، وتثبيت قلب النبيّ -عليه الصلاةُ والسلام-، ولفت أنظار الناس إلى الكون وما فيه من آيات، والتركيز على بعض مشاهد يوم القيامة، كالحساب، والبعث، وأهل الجنة، وأهل النار، وعددُ آياتها خمسةٌ وأربعون آية، ويبلغ عددُ كلماتها سبعُ مئة وسبعون كلمة، وأمّا حُروفها

كيف أجعل بشرتي كبشرة الأطفال

بشرة الأطفال يَسعى الجميع، وخاصّةً النساء للحُصول على بشرة ناعمة ، وصافية، وخالية من العُيوب، كبشرة الأطفال التي تتميَّز بحيويَّتها، ولُيونتها، ونُعومتها؛ ولهذا السبب تحتاج البشرة إلى العناية، والاهتمام، وذلك من خلال حمايتها من عوامل خارجيّة ضارَّة، مثل: التعرُّض لأشعَّة الشمس، وتعرُّض البشرة للجفاف، ولعوامل الطقس السيِّئة، والعديد من العوامل الأخرى التي تُؤثِّر فيها، مثل: التقدُّم في السنِّ الذي يجعل البشرة تبدو باهتة، وغير مُشرقة، وسيتمّ الحديث في هذا المقال عن الطُّرُق، والنصائح، والوصفات

الشعر الاجتماعي في العصر العباسي

تعريف الشعر الاجتماعي في العصر العباسي الشعر الاجتماعي هو ذلك الشعر الذي يعنى بالحياة الإنسانيّة وما يتعلّق بها من حوادثٍ وأمور، والشّعر الاجتماعي في العصر العباسي هو الذي تناول القضايا الاجتماعيّة للمجتمع آنذاك، وقد أسهم في ظهور هذا النوع من الشّعر النقلة النوعيّة التي حوّلت العباسيين من بداة إلى حضر. بدأت أشعار الرفض والتّنديد توجّه اتّهاماتها نحو الواقع والحياة الاجتماعيّة؛ ولذا اعتمد الشّعراء موقف النقد للمشكلات الاجتماعيّة والاقتصادية والسّياسيّة، فعمدوا إلى نقد الحياة اللاهية التي توصّل