مادة قوة الاحتكاك: التعريف ، الأنواع ، الصيغ ، الأمثلة

الاحتكاك هو نوع من الفيزياء يتم تطبيقه على نطاق واسع في الحياة اليومية. يمكن تفسير القوة على أنها تفاعل يمكن أن يتسبب عند العمل في تغيرات في ظروف أو حركة الأشياء. تتأثر القوة بالدفع أو الشد.

ترتبط القوة بقوانين نيوتن ، لذا يتم تعريف وحدة SI المشتقة للقوة بالرمز N. يمكن لأي نوع من التفاعل أن يتسبب في تغيير جسم له كتلة من حركته. تنقسم القوة ضد الاحتكاك إلى نوعين ، هما القوة الساكنة والحركية.

تعريف الاحتكاك

الاحتكاك هو نوع من القوة التي غالبًا ما يتم مواجهتها في الحياة اليومية. ستنشأ هذه القوة بسبب اللمس بين الطائرة والجسم. سيؤدي الاحتكاك الذي يحدث إلى حركة الأشياء.

يمكن تحديد مقدار الاحتكاك الناتج من نسيج السطحين المتصلين ببعضهما البعض. إذا كان السطح خشنًا ، فإن الاحتكاك الذي يحدث سيكون أكبر. إذا كان سلسًا ، فسيقل الاحتكاك.

يحدث هذا لأن السطح سيمنع أو يخفف من احتكاك الطائرات المماس. يمكن أن تؤدي الأسطح الخشنة إلى انسداد الأشياء مما يجعل من الصعب تحريكها.

على الأسطح الزلقة ، تتحرك الأشياء بشكل أسرع ويكون مقدار الاحتكاك الذي يحدث أصغر. كلما زادت صعوبة تحريك الجسم ، زاد الاحتكاك. الاحتكاك يمنع الأشياء من الحركة.

يكون للاحتكاك دائمًا اتجاه معاكس لاتجاه الحركة ، مما يعني أنه عكس اتجاه حركة الجسم. إذا تحركت الكرة إلى اليمين ، فإن الاحتكاك يكون إلى اليسار. على سبيل المثال ، عندما تكون السيارة متوقفة ، يكون الاتجاه جهة اليمين ، ويكون الاحتكاك جهة اليسار.

إذا تم تعريفه ببساطة ، يحدث الاحتكاك بسبب سطحين من الأشياء يلتقيان ببعضهما البعض. الاحتكاك الذي يحدث على الكائنات المتلامسة له قيمة مختلفة. يمكن أن يكون حجم قيمة الاحتكاك ناتجًا عن عوامل معينة.

اقرأ: قوانين نيوتن 1 ، 2 ، 3

صيغة الاحتكاك الثابت

يعمل هذا النوع من الاحتكاك عندما لا تنزلق الأسطح التي تلتقي فوق بعضها البعض. يمكن تفسير أن هذه القوة تعمل على جسم يُعطى قوة خارجية (F) مثل قوة سحب أو دفع إلى جسم أولي يكون في حالة سكون حتى يتحرك.

يحدث هذا النوع من الاحتكاك الساكن بين جسمين صلبين لا يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض. تحدث هذه القوة عندما ينزلق جسم ما على مستوى مائل. ها هي صيغة الحساب.

خ = س س ن

تفسير:

fs: مقدار الاحتكاك الساكن (N)

ق: معامل الاحتكاك الساكن (ن)

N: القوة العادية (N)

صيغة الاحتكاك الحركية

يُعرف الاحتكاك الحركي أيضًا بالديناميكي. تحدث هذه القوة عندما يحتك جسمان يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض ببعضهما البعض.

عادة ما يكون معامل الاحتكاك الحركي أصغر دائمًا من معامل الاحتكاك الساكن على الرغم من حدوثه في نفس المادة. يعمل الاحتكاك الحركي على الأشياء المتحركة. تحقق من صيغة الحساب التالية.

fk = ك س ن

تفسير:

fk: مقدار الاحتكاك الحركي (N)

k: معامل الاحتكاك الحركي (N)

N: القوة العادية (N)

اقرأ: صيغة القوة

كيفية تحديد بقية حركة الكائن

بعد فهم معادلة الاحتكاك الحركي والساكن ، فإن الشيء التالي الذي يجب فهمه هو معرفة ما إذا كان الجسم في حالة سكون أم في حالة حركة. لتحديد ذلك ، يمكنك مقارنة قوة الاحتكاك الساكن على جسم بالقوة الخارجية (F). ها هي المعلومات.

• إذا كانت القوة الخارجية مقارنة بالاحتكاك الساكن هي نفسها ، فهذا يعني أن الجسم سيتحرك (F = fs).
• إذا كانت القوة الخارجية مقارنة بالاحتكاك الساكن أصغر ، فيمكن استنتاج أن الجسم في حالة سكون (F
• إذا كانت القوة الخارجية أكبر من الاحتكاك الساكن ، فهذا يعني أن الجسم يتحرك (F> fs).

مثال على تطبيق قوة الاحتكاك

الاحتكاك هو أحد أكثر الأساليب شيوعًا ، حتى أنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالأنشطة اليومية. تحقق من بعض الأمثلة على تطبيقه أدناه.

• عندما تتحرك السيارة ، سيكون هناك احتكاك بين الأسفلت والعجلات.
• عند المسح أو الكتابة ، سيكون هناك احتكاك بين القلم أو الممحاة والورقة.
• عند فرك راحتي اليدين لتدفئة الجسم ، سيكون هناك احتكاك بين اليدين.
• عند الجري ، هناك احتكاك بين الأرض والقدمين.
• عند دفع الكرسي ، سيكون هناك احتكاك بين الأرضية والكرسي.
• عند دفع الطاولة على سطح خشن ، زاد الاحتكاك الناتج. بينما على سطح أملس أو منضدة ذات عجلات ، يكون الاحتكاك الناتج أصغر.
• عندما تقوم بالمسح ، سيكون هناك احتكاك بين الممسحة والأرض.

اقرأ: الجاذبية

عينة من الأسئلة والمناقشة

من أجل فهم مناقشة الاحتكاك بشكل أفضل ، يتطلب الأمر أسئلة لصقل المهارات. بهذه الطريقة يمكن حساب حجم القوة المتولدة بشكل صحيح. تحقق من بعض الأمثلة على الأسئلة أدناه.

مثال 1:

يوجد على سطح خشن كتلة كتلتها 10 كجم. إذا علمنا أن الاحتكاك الساكن s = 0.4 ومعامل الاحتكاك الحركي k = 0.3 ، فما احتكاك الكتلة إذا سُحبت بقوة مقدارها 20 نيوتن؟

لذلك يمكن استنتاج أن مقدار الاحتكاك الذي يعمل على الكتلة هو 20 N.

مثال 2

كتلة وزنها 25 كجم على أرضية خشنة. من المعروف أن s = 0.7 و k = 0.3. تُعطى الكتلة قوة شد مقدارها 160 نيوتن أفقيًا. احسب مقدار الاحتكاك الذي تتعرض له الكتلة.

نستنتج أن الاحتكاك الذي تتعرض له الكتلة هو 75 نيوتن.

للاحتكاك الحركي والساكن معايير وحسابات مختلفة. من خلال فهم كيفية حسابها ، يمكن العمل على أسئلة التدريب بسهولة وسرعة أكبر. هذا بالتأكيد يمكن أن يحسن فهم المادة.