سبب صعوبة دفع جسم على بعض السطوح
نحتاج في حياتنا اليوميّة لنقل الأجسام من مكانٍ إلى آخر؛ وهذا النقل يكون إما بالرفع أو الجر أو الدفع، ونعرف أن صعوبة الرفع والحمل تعتمد على وزن الجسم وعلى الجاذبيّة الأرضيّة، ولكن ما الذي يجعل دفع جسمٍ أسهل بكثيرٍ من دفع جسمٍ آخر وربما على السطح نفسه؟ إجابة هذا السؤال ستكون موضوع مقالنا لهذا اليوم.
الاحتكاك
إن السبب الأكبر وراء صعوبة دفع جسمٍ ما على سطحٍ ما هو الاحتكاك، والاحتكاك هو ظاهرةٌ تعبر عن قوى الترابط بين الجزيئات الموجودة على جسمين متلاصقين، وهذه القوى هي التي تسبب صعوبة دفع جسمٍ ما على بعض السطوح؛ لأنّ انفصال الجزيئات المتلاصقة عن بعضها البعض يسبب الحركة ويرفع حرارة الجسم والسطح، وتزيد صعوبة الدفع كلما زاد وزن الجسم؛ ذلك لأنّ الاحتكاك يعتمد على القوة الضاغطة بشكلٍ عموديٍ على الجسم؛ وهنا تكون القوة الضاغطة عبارة عن وزن الجسم، والاحتكاك لا يكون بين الأجسام الصلبة فقط كما يعتقد البعض بل يوجد بين المواد السائلة والغازيّة أيضاً.
يتشكل الاحتكاك بين أي جسمين متلاصقين؛ وهذا ما يفسر لنا الحرارة الناتجة من فرك اليدين معاً، ويفسر سبب اشتعال النار عند فرك حجرين ببعضهما البعض، ويفسر سهولة التزلّج على الجليد، وغيرها الكثير في الحياة اليوميّة التي يوجد فيها نوعين من الاحتكاك بين الأجسام، هي:
- الاحتكاك الحركي: وهو الاحتكاك الحاصل بين أي جسمين متحركين بعكس بعضهما البعض، وتكون قيمة هذا الاحتكاك ثابتة وغير معتمدة على حركة الجسمين النسبيّة، وبسبب الاحتكاك الحركي تنتج حرارة مصدرها تحويل الطاقة الحركيّة إلى طاقة داخليّة تسخن الجسم وتسبب التشوهات التي تحدث للأجسام خلال حركتها النسبيّة؛ وذلك بسبب القوى الفاعلة بين النتوءات الموجودة على الجسمين.
- الاحتكاك الساكن: هو الاحتكاك الحاصل بين جسمين لا يتحركان نسبةً لبعضهما، بالرغم من وجود قوى دفع أو جذب، ومثال ذلك الاحتكاك الموجود بين أرجل الطاولة والأرض عند محاولة تحريكها دون أن تتحرك، ولكن لا نستطيع القول إنّ هناك احتكاكاً ساكناً بين الطاولة والأرض إذا لم نحاول تحريكها دون جدوى؛ لأنها في هذه الحالة تكون واقفةً ليس إلا.
سبب افتراض الاحتكاك الساكن
بسهولةٍ وبساطةٍ نفهم الاحتكاك الحركي، ولكن السؤال هو لماذا تم افتراض الاحتكاك الساكن؟ والإجابة هي أنّ الاحتكاك الساكن هو ما يصف حركة الكثير من الأشياء التي لا نستطيع تحريكها من مكانها، رغم المحاولة عن طريق الدفع أو الجر، وإذا عدنا لقانون نيوتن الأول الذي ينص على أنّ الجسم الساكن يبقى ساكناً ما لم تؤثر فيه محصلة قوى خارجيّة، وبالتالي فإن هذا ما يفسر عدم تحرك جسم عن سطح رغم محاولة الجر أو الدفع؛ حيث تكون محصلة القوى على هذا الجسم تساوي صفراً؛ ففي مثال الطاولة على الأرض إذا لم نستطع تحريكها فهذا يعني أن وزنها للأسفل تعمل عليه قوة الجاذبيّة الأرضيّة ويوازنها بالاتجاه المعاكس القوة التي تشغلها الأرض فتكون المحصلة العموديّة صفراً، أما المحصلة الأفقيّة فتكون صفراً؛ لأن الجسم لم يتحرك رغم الحركة؛ وذلك بسبب القوة المكافئة لقوة دفع الطاولة من الشخص ولكن بالاتجاه المعاكس.
