عند تلامس جسمين مع بعضهما البعض، يؤثر كل منهما في الآخر بما يسمى بقوة الاحتكاك، فما هو تعريف الاحتكاك في الفيزياء؟
تعريف الاحتكاك.
يمكن تعريف الاحتكاك بأنه مقاومة حركة جسم يتحرك بالنسبة للآخر. مع أنه لا يتم التعامل مع الاحتكاك كقوة أساسية، مثل الجاذبية أو الكهرومغناطيسية.
بدلاً من ذلك، يعتقد العلماء أنه نتيجة التجاذب الكهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة في سطحين متلامسين.
بدأ العلماء في تجميع القوانين التي تحكم الاحتكاك معًا في القرن الخامس عشر، ولكن نظرًا لأن التفاعلات معقدة للغاية، فإن تحديد قوة الاحتكاك في المواقف المختلفة يتطلب عادةً تجارب ولا يمكن اشتقاقها من المعادلات أو القوانين وحدها.
لكل قاعدة عامة حول الاحتكاك، هناك العديد من الاستثناءات. على سبيل المثال، في حين أن اثنين من الأسطح الخشنة (مثل ورق الصنفرة) يحتكان ببعضهما البعض في بعض الأحيان يكون لهما المزيد من الاحتكاك، فإن المواد المصقولة بسلاسة (مثل ألواح الزجاج) التي تم تنظيفها بعناية من جميع جزيئات السطح قد تلتصق ببعضها البعض بقوة شديدة.
إقرأ أيضاً… القصور الذاتي وقوانين الحركة.
أنواع الاحتكاك.
هناك نوعان رئيسيان من الاحتكاك: الساكن والحركي. يعمل الاحتكاك الساكن بين سطحين لا يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض، بينما يعمل الاحتكاك الحركي بين الأجسام المتحركة.
في السوائل، الاحتكاك هو المقاومة بين الطبقات المتحركة للسائل، والتي تُعرف أيضًا باسم اللزوجة. بشكل عام، تكون السوائل اللزجة أكثر سمكًا، لذلك يحتوي العسل على احتكاك سائل أكثر من الماء.
يمكن للذرات الموجودة داخل مادة صلبة أن تتعرض للاحتكاك أيضًا. على سبيل المثال، إذا تم ضغط كتلة صلبة من المعدن، فإن جميع الذرات الموجودة داخل المادة تتحرك، مما يؤدي إلى حدوث احتكاك داخلي.
في الطبيعة، لا توجد بيئات خالية تمامًا من الاحتكاك، حتى في الفضاء السحيق، قد تتفاعل جزيئات المادة الدقيقة، مما يتسبب في حدوث احتكاك.
معامل الاحتكاك.
يختبر جسمان صلبان يتحركان ضد بعضهما البعض الاحتكاك الحركي. في هذه الحالة، يكون الاحتكاك جزءًا من القوة العمودية التي تعمل بين جسمين (يتم تحديد الكسر بواسطة رقم يسمى معامل الاحتكاك، والذي يتم تحديده من خلال التجارب).
بشكل عام، القوة مستقلة عن منطقة التلامس ولا تعتمد على مدى سرعة تحرك الجسمين. يعمل الاحتكاك أيضًا في الأشياء الثابتة.
يمنع الاحتكاك الساكن الأجسام من الحركة ويكون بشكل عام أعلى من قوة الاحتكاك التي يتعرض لها نفس الجسمين عندما يتحركان بالنسبة لبعضهما البعض. الاحتكاك الساكن هو ما يبقي الصندوق على منحدر من الانزلاق إلى الأسفل.
إقرأ أيضاً… ما هي القوة في الفيزياء.
تطبيقات الاحتكاك.
يلعب الاحتكاك دورًا مهمًا في العديد من التطبيقات اليومية. على سبيل المثال، عندما يحتك جسمان معًا، يتسبب الاحتكاك في تحويل بعض طاقة الحركة إلى حرارة.
هذا هو السبب في أن فرك العودين معًا سيؤدي في النهاية إلى نشوب حريق. الاحتكاك مسؤول أيضًا عن البلى في تروس الدراجات والأجزاء الميكانيكية الأخرى.
لهذا السبب تستخدم المزلقات أو السوائل غالبًا لتقليل الاحتكاك – والتآكل – بين الأجزاء المتحركة.
