حتى خلال سنوات الدراسة ، في الصف السابع أو الثامن ، يتعرف كل شخص على مفهوم جديد للفيزياء الديناميكية - الاحتكاك. ومع ذلك ، فإن الكثيرين ، بعد أن نضجوا ، ينسون ماهية الاحتكاك وكيف تعمل هذه القوة. دعونا نحاول فهم هذا الموضوع
تعريف المفهوم
الاحتكاك ظاهرة لها المعنى التالي: عندما يتلامس جسمان مع بعضهما البعض ، يتشكل تفاعل خاص في مكان اتصالهما ، مما يمنع الجسم من الاستمرار في التحرك بالنسبة لبعضهما البعض. من الواضح أنه من الممكن حساب قيمة تفاعل هذه الهيئات. قوة الاحتكاك تميز هذا التفاعل كميا. إذا حدث احتكاك بين أجسام صلبة (على سبيل المثال ، تفاعل كتاب مع رف كتب أو تفاحة مع طاولة) ، فإن هذا التفاعل يسمى الاحتكاك الجاف.
يجب أن نفهم أن الاحتكاك قوة لها طبيعة كهرومغناطيسية. هذا يعني أن سبب هذه القوة هو التفاعل بين الجسيمات التي يتكون منها هذا الجسم أو ذاك.
ما هو الاحتكاك؟
نظرًا لتنوع العناصر الموجودة في عالمنا ، يمكنك ذلكتحديد أن كل واحد منهم له هيكله الخاص وله خصائص فردية. هذا يعني أن التفاعل بين العناصر المختلفة سيكون مختلفًا. من أجل الفهم الصحيح للجوهر والحل المناسب للعديد من المشاكل في الفيزياء ، من المعتاد فصل ثلاثة أنواع من الاحتكاك بشروط. لذلك ، دعونا نحلل كل واحد على حدة:
- الاحتكاك الأول هو الاحتكاك الساكن الذي يحدث عندما لا توجد حركة نسبية لجسمين. يمكننا أن نرى أمثلة عنه في كل مكان ، لأن القوة الناتجة عن هذا الاحتكاك تحافظ على توازن الأشياء. على سبيل المثال ، البضائع الموجودة على حزام ناقل متحرك ، أو مسمار مدفوع في الحائط ، أو شخص يقف على الأرض.
- الاحتكاك الانزلاقي هو الاحتكاك الثاني بشروط. يتم تحديد قيمة الانزلاق على النحو التالي: عندما يتم تطبيق قوة على جسم في حالة توازن أكبر من قوة الاحتكاك الساكن ، تبدأ قوة الاحتكاك الانزلاقي في العمل ، ويتحرك الجسم.
- وأخيرًا ، الاحتكاك المتدحرج ، وهو ما يفسر تفاعل جسمين ، أحدهما يتدحرج على سطح الآخر. يفسر الاختلاف في الاحتكاك المتدحرج والانزلاقي بحقيقة أنه مع أي حركة ، يتم إزاحة مناطق الجسم على طول سطح التلامس ، وبدلاً من الروابط الجزيئية المكسورة ، يتم تشكيل روابط جديدة. وفي حالة تدحرج العجلة دون الانزلاق ، تنكسر الروابط الجزيئية بشكل أسرع عند رفع أقسام العجلة مقارنة بالانزلاق. اتضح أن قوة احتكاك الدوران أقل من قوة الانزلاق
أين وكيف يمكن استخدام الاحتكاك؟
الاحتكاكظاهرة لا يمكن الاستغناء عنها ، والتي بدونها لن نكون قادرين على القيام بأشياء أولية: المشي أو الجلوس أو مجرد حمل الأشياء في أيدينا. لذلك ، لا تقلل من أهمية الاحتكاك. كما قال الفيزيائي الفرنسي غيوم: "إذا لم يكن هناك احتكاك ، لكانت أرضنا بدون خشونة واحدة ، ستكون مثل قطرة سائل".
ربما يكون أفضل مثال يميز الاحتكاك بدقة هو تشغيل العجلة. حتى في العصور القديمة ، لوحظ أن قوى الاحتكاك المتدحرج أقل بكثير من قوى الاحتكاك المنزلق. كانت الفوائد التي لا يمكن إنكارها من الاحتكاك المتداول هي التي دفعت الناس إلى وضع جذوع الأشجار أو البكرات لتحريك الأحمال الثقيلة والضخمة. بمرور الوقت ، حسّن الناس معرفتهم بالخصائص المذهلة للاحتكاك المتداول ، ولاحظوا حركة الأشياء تحت تأثير قوى الاحتكاك ، وأخيراً اخترعوا العجلة! في العالم الحديث ، من المستحيل تخيل الحياة بدون هذه الأجزاء التي لا يمكن تعويضها ، لأن العجلات هي "المحركات" الثانية في أي وسيلة نقل!
كيف تحسب قيمة قوة الاحتكاك؟
مثل أي قوة أخرى ، فإن قوة الاحتكاك لها قيم صحيحة. من أجل تحديد مقدار القوة المطلوبة للحركة أو أنواع العمل الأخرى بدقة ، من الضروري حساب قوة الاحتكاك الساكن. عادة ما يفعل المهندسون ذلك عندما ، على سبيل المثال ، يبنون مصانع أو يخترعون أجهزة جديدة. ومع ذلك ، حتى تلاميذ المدارس العاديين يواجهون مهامًا معينة حيث يلزم حساب قوة الاحتكاك. حتى نحسبهاالقيمة ، تحتاج فقط إلى استخدام صيغة بسيطة: Fالاحتكاك=KN ، حيث k هو معامل الاحتكاك. تعتمد قيمة جميع المعاملات دائمًا على سطح الكائن الذي يتحرك أو يتفاعل عليه الجسم. تعني "N" في صيغتنا قوة رد الفعل للدعم على الجسم. يعتمد بشكل أساسي على كتلة الجسم الملامسة لسطح الدعامة.
احسب قيمة القوة في المشكلة
افترض وجود جسم كتلته m=3 كجم على لوح أفقي. معامل الاحتكاك بين اللوح الخشبي والجسم 0.3 كيف نحسب قيمة قوة الاحتكاك؟ الأمر بسيط للغاية ، كل ما عليك فعله هو إدخال قيمنا في الصيغة. ما عليك سوى أن تأخذ في الاعتبار أن N في هذه الحالة يساوي وزن الجسم (وفقًا لقانون نيوتن الثالث). إذن ، القوة المطلوبة هي (مز)ك=(3 كجم10 م / ث2)0 ، 3=9 H.
