اتجاه قوة الاحتكاك يكون
إن اتجاه قوة الاحتكاك
يكون معاكساً لاتجاه حركة الجسم المنزلق، وموازياً للسطح.
الاحتكاك أحد أهم الظواهر المادية، وإجابة سؤال كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك ؟ هامةٌ جداً لفهم تلك القوة، فالاحتكاك هو مقاومة حركة جسم بالنسبة إلى آخر، وتكون تلك الحركة في الاتجاه المعاكس للقوة الواقعة وموازية للسطح، ويعتقد العلماء أن اتجاه قوة الاحتكاك يكون نتيجة تجاذب كهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة في سطحين متلامسين، وتنشأ تلك القوة بسبب خشونة الأسطح؛ لذ فهي تعتمد على نوع أسطح الأجسام. [1]
يكون اتجاه قوة الاحتكاك عكس اتجاه الحركة الانزلاقية دائماً
كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك ؟
يكون اتجاه قوة الاحتكاك عكس اتجاه الحركة الانزلاقية دائماً، إذ تتمثل إحدى
أبسط خصائص قوة الاحتكاك ف
ي
أنها ق
وة موازية لسطح التلامس بين الأجسام ودائماً معاكسة لحركة أو محاولة حركة الأجسام بالنسبة لبعضها البعض
. [2]
الأنواع المختلفة لقوى الاحتكاك
- الاحتكاك الساكن
- الاحتكاك الحركي
- الاحتكاك المتداول
- الاحتكاك الانزلاقي
- الاحتكاك السائل
- مقاومة الهواء
للتعرف أكثر على إجابة سؤال كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك ؟ يجب التعرف على أنواع قوى الاحتكاك المختلفة التي تختلف باختلاف نوع المواد المنزلقة، ويطلق على الاحتكاك الذي يحدث بين الأسطح الصلبة احتكاك حركي، أو احتكاك ساكن، أو احتكاك متداول، أو احتكاك انزلاقي؛ بينما يطلق على الاحتكاك الذي يحدث بين الغازات والسوائل اسم احتكاك مائع، ومن أنواع قوى الاحتكاك ما يأتي:
الاحتكاك الساكن:
هو قوة الاحتكاك التي تنشأ بين الأسطح الصلبة الموجودة في حالة سكون لتبقيهم ثابتين على وضعهم،إذ يعد الاحتكاك الساكن أقوى قوة احتكاك،؛ومن أمثلة قوة الاحتكاك الساكن: طاولة على سجادة، أو سيارة متوقفة على تل، أو أوراق على مكتب.
الاحتكاك الحركي:
هو قوة احتكاك تنشأ بين سطحين صلبين يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض، واتجاه قوة الاحتكاك يكون معاكساً للحركة بهدف مقاومتها؛ مثال على قوة الاحتكاك الحركي: محاولة تحريك صندوق ثقيل على أرض خرسانية، يجب دفعه بقوة كبيرة لجعله يتحرك وبعدها من السهل الإبقاء عليه متحركاً أكثر مما كان عليه في البداية؛ وهذا يشير إلى أن قوة الاحتكاك الحركي أقل من قوة الاحتكاك الساكن.
الاحتكاك المتداول:
ويسمى أيضا الاحتكاك التدحرجي، وهو قوة احتكاك تنشأ بين سطحين صلبين أحدهما دائري يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض، واتجاه قوة الاحتكاك يكون معاكساً للحركة بهدف مقاومتها، ويمكن تعريفه على سبيل التحديد بأنه القوة المقاومة لحركة الكرة أو العجلة، ويصنف بأنه أضف أنواع الاحتكاك، ومن أمثلة الاحتكاك المتداول: دحرجة الكرة على الأرض، وعجلات المركبات المتحركة، وأحذية التزلج.
الاحتكاك الانزلاقي:
هو قوة احتكاك تنشأ بين سطحين صلبين ينزلق أحدهما على الآخر، واتجاه قوة الاحتكاك يكون معاكساً للحركة بهدف مقاومتها؛ ومن أمثلة الاحتكاك الانزلاقي: سحب الماوس على سطح المكتب، وانزلاق الطباشير على السبورة، وانزلاق القلم على الورقة.
احتكاك السوائل:
هو احتكاك ينشأ بين طبقات السائل عندما تتحرك بالنسبة لبعضها البعض؛ ومن أمثلته: تدفق الحبر في الأقلام، واحتكاك جزيئات العسل.
مقاومة الهواء:
هو الاحتكاك الذي يقاومه الجسم المتحرك عند ملامسته لمادة غازية، ومن أمثلته: رفع اليدين عند ركوب الدراجة إي يمكنك الشعور بالهواء منفعاً بين أصابعك، ورياضة القفز بالمظلات. [3]
تصنيف الاحتكاك
- بناءً على حالة الحركة
- بناءً على حالة المادة
- بناءً على طريقة التلامس
بناءً على حالة الحركة:
الاحتكاك الساكن، والاحتكاك الحركي.
بناءً على حالة المادة:
الاحتكاك الجاف (احتكاك المواد الصلبة)، واحتكاك السوائل، ومقاومة الهواء.
بناءً على طريقة التلامس:
احتكاك انزلاقي، واحتكاك متداول. [4]
أكثر أنواع الاحتكاك شيوعاً
بعد معرفة إجابة سؤال كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك؟ من السهل تخمين أي أنواع الاحتكاك شيوعاً، إذ يُعد
احتكاك المواد الصلبة (الاحتكاك الجاف)
ببعضها أكثر الأنواع شيوعاً على الأرض
؛ فالاحتكاك الانزلاقي يحدث بكثرة لأن معظم الأشياء تنزلق، والاحتكاك الساكن شائع بسبب الجاذببية الرضية التي تعمل تثبيت الأجسام. [5]
فوائد قوة الاحتكاك
- المشي
- التوقف
- ارتداء القبعات والخواتم
- إشعال النار
- التمسك بالأشياء
- حماية سطح الأرض
هناك عديد من فوائد قوة الاحتكاك، ولا تخلو حياتنا من تأثيرها علينا، وإذا تأملناها قد نفهم أكثر إجابة سؤال كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك؛ ومن هذه الفوائد على سبيل المثال لا الحصر:
المشي:
عندما تريد المشي للأمام ربما تسأل نفسك كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك التي أصبحت بينك وبين الأرض؟ بالطبع ستكون الإجابة أن اتجاه قوة الاحتكاك يكون للخلف وهو معاكساً لاتجاهك؛ وبهذا يسهل عليك المشي على الكثبان الرملية أو الأرض الزلقة.
التوقف:
تعمل فرامل السيارة على مبدأ الاحتكاك، لذلك بدون احتكاك العجلات بالأرض لن تستقر السيارة من تلقاء نفسها.
ارتداء القبعات والخواتم:
ينشأ احتكاك ساكن بين القبعة ورأسك أو بين الخاتم وإصبعك؛ وبهذا لا تنزلق القبعات من أعلى رأسك.
اشعال النار:
ينتج عن فرك الجسمين المتحركين بالنسبة لبعضهما حرارة بسبب الاحتكاك، واستُخدمت هذه الفكرة على مر العصور في إشعال الحرائق من الأغصان الجافة للأشجار والحجارة.
التمسك بالأشياء:
تنشا قوة احتكاك بين أيدينا والجسم الذي نمسكه فتجلعه ثابتاً، تخيل لو أنه بدون احتكاك تنزلق الأجسام من أيدينا.
حماية سطح الأرض:
تحترق الكويكبات والمذنبات قبل نزولها على سطح الأرض، وذلك بسبب الحرارة الناتجة عن احتكاكها مع الغلاف الجوي.
أضرار قوة الاحتكاك
- يقلل من كفاءة الآلات.
- ينتج ضوضاء غير مرغوب فيها.
- يسبب التلف.
الاحتكاك ليس مفيداً دائماً، فلديه بعض العيوب والتي تتضمن ما يلي:
يقلل من كفاءة الآلات:
إن تلامس أجزاء وتروس الآلات ببعضها يولد قوة احتكاك حركي، وإذا كان سؤالنا كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك؟ بالطبع ستكون الإجابة هي أن اتجاه قوة الاحتكاك يكون معاكساً لحركة تلك التروس والآلات بهدف مقاومتها؛ وبهذا تقل الكفاءة الكلية للآلة.
ينتج ضوضاء غير مرغوب فيها:
أحياناً تنشأ ضوضاء بسبب الاحتكاك بين الأجسام؛ وعلى سبيل المثال: صوت الاحتكاك الناتج عن فرك بالون، أو صوت احتكاك حجر بالماء بعد إلقاءه.
يسبب التلف:
تتدهور حالة الأحذية وتبلى بسبب الاحتكاك الناتج بينها وبين الأرض. [6]
تقليل قوة الاحتكاك
- تنعيم الأسطح.
- تشحيم الأسطح.
- ظاهرة التدحرج.
- تشكيل الأجسام.
تعرفنا على إجابة سؤال كيف يكون اتجاه قوة الاحتكاك ؟ ويبقى سؤال هام ألا وهو كيف يمكن تقليل قوة الاحتكاك؟
قد تكون الإجابة في خطوات بسيطة للغاية ولكنها فعالة في تجنب عيوب قوة الاحتكاك، وتتضمن تلك الخطوات:
تنعيم الأسطح:
السبب الرئيسي في الاحتكاك هو خشونة الأسطح المعرضة للفرك بأجسام أخرى، لذلك يجب تنعيم وصقل الأسطح تدريجياً للتقليل من قوة الاحتكاك.
تشحيم الأسطح:
إن احتكاك أجزاء الآلات ببعضها يجعل الآلة تعمل ببطء وتقل الكفاء الإنتاجية لها؛ لذلك توضع مواد والتشحيم المختلفة على أجزاء الآلة لتقليل الاحتكاك وخفض درجة الحرارة التي قد تنشأ منه.
ظاهرة التدحرج:
يمكن الاستفادة من الاحتكاك المتداول عن طريق نقل الأجسام على أخرى دائرية الشكل؛ وذلك بسبب انخفاض قوة هذا النوع من الاحتكاكات لأنه يُعد الأضعف مقارنة ببقية الانواع.
تشكيل الأجسام:
تتشكل أجسام السفن والطائرات تشكيلاً معيناً يُسَهِل من انتقالها بانسيابية ويساعد في تقليل مقدار المقاومة الناتجة من احتكاك تلك الأجسام بالماء أو الهواء. [7]