لماذا يمنع الاحتكاك حركة الأجسام المنزلقة، فلماذا يحدث الاحتكاك عندما يتحرك سطحان متجاوران في اتجاهين متعاكسين لبعضهما البعض، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الاحتكاك، حيث سنشرح جميع أنواع الاحتكاك التي ينتجها حركة الأشياء على الأسطح.

الاحتكاك يمنع انزلاق الأجسام

يمنع الاحتكاك حركة الأجسام التي تنزلق لأنها قوة، لأن الاحتكاك هو قوة تحدث بين سطحين ينزلقان أو يحاولان الانزلاق على بعضهما البعض، وتعمل قوة الاحتكاك دائمًا في الاتجاه المعاكس للاتجاه الذي فيه يتحرك الجسم. يتحرك، ويؤدي الاحتكاك دائمًا إلى إبطاء حركة الجسم، وتعتمد الكمية على المواد التي يتكون منها السطحان، نظرًا لأنه كلما كان السطح أكثر خشونة، زادت كمية قوة الاحتكاك الناتجة، وتنشأ قوة الاحتكاك بينهما. الأجسام نتيجة لوجود نتوءات وفجوات بين الأسطح، وأثناء حركة أسطح الأجسام بالنسبة لبعضها البعض، تتصادم النتوءات والفجوات مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى قوة تحاول منح الحركة التي يحدث، وبسبب كل هذا الاحتكاك بين أسطح التسخين يحدث.

في الواقع، يمكن أن يكون الاحتكاك قوة مفيدة، على سبيل المثال، يمنع الاحتكاك الأحذية التي نرتديها من الانزلاق على الرصيف أثناء المشي، كما أن الاحتكاك مسؤول أيضًا عن منع إطارات السيارات من الانزلاق على الطريق، ولكن في بعض الأحيان نحتاج إلى تقليل الاحتكاك، ولهذا نستخدم مواد تقلل من تأثير قوة الاحتكاك، فمثلاً يتم استخدام الزيت لتقليل الاحتكاك بين الأجزاء المتحركة داخل محرك السيارة، بحيث يبقي الزيت الأسطح منفصلة نسبيًا، وهذا يعني انخفاض في الاحتكاك، مما يؤدي إلى تقليل تآكل الأجزاء المتحركة للسيارة وتقليل انبعاث الحرارة.

ما هي أنواع الاحتكاك

فيما يلي شرح لجميع أنواع الاحتكاك التي تحدث بين الكائنات، وهذه الأنواع هي كالتالي

الاحتكاك الساكن

الاحتكاك الساكن هو نوع من قوة الاحتكاك التي تحدث بين سطحين صلبين لا يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض. ثابت ناتج عن ملامسة سطحين مع بعضهما البعض لمنع أي حركة نسبية تصل إلى نقطة معينة عند حدوث الحركة الفعلية، على سبيل المثال، عند وضع صندوق على الأرض، يكون الاحتكاك الساكن صفرًا بين الصندوق و الأرض، ولكن إذا تم دفع الصندوق أفقيًا بقوة صغيرة، فإن الاحتكاك الساكن يخلق قوة متساوية ومعاكسة للحفاظ على الصندوق ثابتًا، ولكن عندما يتم دفع الصندوق بقوة أكبر، ستزداد قوة الاحتكاك الساكن لتساوي قوة جديدة، وفي النهاية يتم تجاوز الحد الأقصى لقوة الاحتكاك الساكن ويتحرك الصندوق وينزلق على الأرض.

الاحتكاك الحركي

الاحتكاك الحركي (بالإنجليزية Dynamic Friction)، هو نوع من قوة الاحتكاك التي تؤثر على الأجسام عندما تنزلق أو تتحرك على سطح، ويكون الاحتكاك الحركي دائمًا أضعف من الاحتكاك الساكن، ولهذا السبب من السهل الاستمرار في تحريك سطح – المظهر الخارجي. جسم على الأرض بدلاً من تحريك الجسم في البداية، عندما يتم دفع جسم ما ويبدأ في التحرك، فإن هذا لا يعني أن الاحتكاك قد توقف، بل يعني أن القوة المؤثرة على الجسم أكبر من قوة الاحتكاك الساكن، وهذا يعني أن قوة الاحتكاك الحركي دائمًا أضعف من قوة الاحتكاك الساكن. هناك نوعان من قوة الاحتكاك الحركي وهما كالتالي

  • الاحتكاك الانزلاقي هو قوة الاحتكاك الحركي الذي يحدث عندما ينزلق جسم ما على سطح جسم آخر.
  • الاحتكاك المتداول هو قوة الاحتكاك الحركي الذي يحدث عندما يتدحرج الجسم على سطح جسم آخر.

ما هو قانون قوة الاحتكاك

ينص قانون قوة الاحتكاك على أن قوة الاحتكاك الناتجة عن حركة جسم ما على سطح ما تساوي حاصل ضرب معامل احتكاك السطح بالقوة الرأسية الناتجة كرد فعل لوزن الجسم. على السطح نفسه، وفيما يلي شرح لمعادلة قانون الاحتكاك المادي، وهي كالتالي

F = μ × N قوة الاحتكاك = معامل احتكاك السطح × القوة العمودية

في حين

  • F ← هي قوة الاحتكاك الناتجة عن حركة الجسم على السطح وتُقاس بالنيوتن.
  • μ ← هو معامل الاحتكاك للسطح، ويختلف وفقًا لنوع السطح، حيث يوجد لكل مادة معامل الاحتكاك الساكن والحركي.
  • N ← هي القوة الطبيعية الناتجة استجابةً لوزن الجسم، وتساوي حاصل ضرب كتلة الجسم في عجلة الجاذبية، وتُقاس بالنيوتن.

في نهاية هذا المقال علمنا أن الاحتكاك يمنع حركة الأجسام المنزلقة لأنها قوة، كما نشرح وصفاً مفصلاً للاحتكاك، ونذكر جميع أنواع قوى الاحتكاك التي تحدث بين الأجسام، بالإضافة إلى التوضيح. القانون الفيزيائي المستخدم لحساب مقدار قوة الاحتكاك لحركة الجسم على سطح معين.