مفهوم الاحتكاك التدحرجي
يمكن تعريف الاحتكاك التدحرجي على أنه القوة التي تقاوم حركة الجسم المتدحرج على سطح ما. مثل القوة التي تبطئ حركة الكرة أو العجلة المتدحرجة. عندما يتم تطبيق قوة أو عزم دوران على عجلة ثابتة، يوجد قوة احتكاك تدحرجية تعيق حركة تدحرج هذه العجلة.
عندما تتم دحرجة كرة على سطح الأرض، فهي لا تتدحرج إلى الأبد، ستقوم قوة الاحتكاك التدحرجي بمنع الكرة من التدحرج إلى الأبد وتجعلها تتوقف في النهاية، وتكون قيمة الاحتكاك التدحرجي أقل من الاحتكاك الناتج عن القوى العادية الأخرى.
العوامل التي يعتمد عليه الاحتكاك التدحرجي
تعتمد قيمة الاحتكاك التدحرجي على العديد من العوامل مثل خشونة سطح الجسم المتدحرج وخشونة السطح الذي يتدحرج عليه، ووزن الجسم وقطره ونوع المادة المصنوع منها ومساحة سطحه ومقدار القوة المؤثرة عليه.
معادلة الاحتكاك التدحرجي
يمكن حساب قيمة الاحتكاك التدحرجي بوحدة نيوتن عن طريق إيجاد حاصل ضرب معامل الاحتكاك التدحرجي بالقوة المؤثرة على الجسم المتدحرج على النحو الآتي:
قوة الاحتكاك التدحرجي = معامل الاحتكاك التدحرجي x القوة العادية المؤثرة على الجسم
بالرموز:
ق ح = μ × ق ع
بالإنجليزية:
Fr = μ × N
حيث إن:
- ق ح (Fr) : قوة الاحتكاك التدحرجي.
- μ: معامل الاحتكاك التدحرجي.
- ق ع (N): القوة العادية المؤثرة على الجسم.
معامل الاحتكاك التدحرجي
معامل الاحتكاك التدحرجي لجسم ما هو عبارة عن نسبة قوة احتكاك التدحرج إلى الوزن الإجمالي للجسم، وهو مؤشر على مدى قوة مقاومة التدحرج لقوة معينة بين الجسم الدائري والسطح الذي يدور عليه، ويمتلك كل جسم من الأجسام معامل احتكاك تدحرجي خاص به.
تعتمد قيمة معامل الاحتكاك التدحرجي على العديد من العوامل المختلفة، مثل وزن الجسم والمادة المصنوع منها ومادة السطح الذي يتدحرج الجسم عليه ومقدار القوة المؤثرة، لذا يعتبر حسابه مقعداً بالنسبة إلى عوامل الاحتكاك الأخرى.
أمثلة واقعية على مفهوم الاحتكاك التدحرجي
ومن الأمثلة على الأجسام التي تقع تحت تأثير الاحتكاك التدحرجي:
- عندما تتوقف السيارة التي تسير على الطريق لوحدها دون تأثير الفرامل.
- تتباطأ كرة القدم بعد ركلها حتى تتوقف في النهاية لوحدها.
- السيارة ذات الإطارات العريضة تستهلك المزيد من الوقود بسبب زيادة قوة الاحتكاك التدحرجي.
- يتوقف حذاء التزلج ذا العجلات بعد مسافة معينة بسبب الاحتكاك التدحرجي بين العجلات وسطح الأرض.
الفرق بين الاحتكاك التدحرجي والاحتكاك الانزلاقي
يتعرض بعض الأشخاص للبس ما بين الاحتكاك التدحرجي و الاحتكاك الانزلاقي ، مع أنه يوجد العديد من الفروقات بينهما، يوضح الجدول التالي أهم الفروقات:
| الاحتكاك التدحرجي | الاحتكاك الانزلاقي |
| يحدث عندما يتدحرج جسم على سطح ما بحركة دورانية | يحدث عندما يحتك أو ينزلق جسم على جسم آخر دون حركة دورانية |
| يحدث بسبب تشوّه السطح المتدحرج | يحدث بسبب التداخل ما بين أسطح الجسمين |
| يعتمد على نصف قطر الجسم وصلابة سطحه | يعتمد على ملمس سطح الجسم |
| مثال: عجلات السيارة التي تدور فوق الشارع | مثال: عجلات السيارة التي تنزلق على الجليد دون أن تدور |
