قوة الاحتكاك

Frictional Forces

 ***********************

عندما يتحرك جسم أو يحاول الحركة على سطح خشن ، أو في وسط لزج فإنه يخضع لقوة معاكسة لحركته تسمى قوة الاحتكاك .
تعريف الاحتكاك :

1- هو القوة التى تنشأ بين سطحى جسمين متلامسين , وتؤثر فى اتجاه معاكس لاتجاه الحركة ؛ لذا تقل سرعة الجسم المتحرك .

مثال: تتحرك البلية مسافة أكبر على سطح من السيراميك ومسافة أقل على سطح من الخشب.
- وقوة الاحتكاك بين إطار الدراجة وسطح الأرض تقلل سرعة الدراجة.
 
تغير قوة الاحتكاك بتغير نوع مادة كل سطح :
- قوة الاحتكاك بين مكعب من الخشب ولوح خشبى تكون كبيرة فانزلاقه فوقه يكون قليل ويقطع مسافة قليلة
- قوة الاحتكاك بين عربة لعبة ولوح خشبي تكون قليلة وانزلاقها فوقه يكون كبير وتقطع مسافة كبيرة.
- كرة المطاط تتوقف عن الحركة بعد مسافة قصيرة على أرضية فناء المدرسة ،وتقطع مسافة أطول على أرضية الفصل .
- تتغير قوة الاحتكاك بتغير نوع سطح الجسمين المتلامسين.
- يعبر عن قوة الاحتكاك بين سطحين بمقدار معين.
وكلما كان هذا المقدار كبيراً دل على أن قوة الاحتكاك كبيرة.

- يختلف مقدار قوة الاحتكاك باختلاف نوع سطح المادة.
- مثال إذا دفعت كرة من المطاط على أسطح مختلفة ( زجاج- معدن- مطاط- خرسانة ) نجد أن:
1- زجاج : قوة الاحتكاك 0.3
2- معدن : قوة الاحتكاك 0.56
3- مطاط : قوة الاحتكاك 0.6
4- خرسانة: قوة الاحتكاك 0.45
نستنتج أن: قوة الاحتكاك بين الكرة والمطاط أكبر ؛ لذا تسير الكرة على المطاط مسافة قليلة.

لاحظ أن سرعة الكرة على الخرسانة المبللة أسرع منها على الخرسانة الجافة ( الماء يقلل من قوة الاحتكاك)

أثر الاحتكاك على حركة الأجسام :
- يستمر الجسم متحركاً بسرعة ثابتة وفى خط مستقيم عندما تكون القوى المؤثرة عليه مساوية لقوة الاحتكاك
- مثال: الصندوق الخشبي يتحرك بسرعة ثابتة عندما تكون قوة الاحتكاك مساوية لقوة الدفع.

مقاومة الهواء لحركة الأجسام :
- مقاومة الهواء : نوع من قوى الاحتكاك تنشأ عن حركة الجسم فى الهواء.
- مقاومة الهواء نلاحظها فى الأشياء التى تتحرك بسرعات عالية.

- مثال: عندما تجرى فى الهواء ، أو تركب دراجة ، هل تلاحظ تأثير مقاومة الهواء لحركتك.

- فى حالة السيارة المتحركة تؤثر مقاومة الهواء عليها وتعوق حركتها.
- يكون تأثير مقاومة الهواء كبيراً وواضحاً عندما تتحرك السيارة بسرعات عالية.
- ويقل تأثير مقاومة الهواء عندما تتحرك السيارة بسرعات منخفضة.

س : متى تتحرك السيارة بسرعة ثابتة؟
ج : عندما يتساوى مقدار قوة مقاومة الهواء مع القوة التى تحرك السيارة ، تتحرك السيارة بسرعة ثابتة
لأن القوة المؤثرة على السيارة تكون متعادلة.

- علاقة مساحة السطح بقوة الاحتكاك:
- كلما زادت مساحة السطح المعرض للهواء يزداد مقدار قوة الاحتكاك بين الجسم المتحرك و الهواء.
- الشكل الانسيابى للصواريخ والطائرات والقطارات يقلل احتكاك الهواء لجسمها فتزيد سرعتها.

س : لماذا يفرد الخفاش أجنحته عند الهبوط للأرض؟

ج : حتى يُزيد مساحة سطح جسمه المعرض للهواء فتزيد مقاومة الهواء له ويقلل من سرعة سقوطه.
ورجل المظلات يفتح المظلة ( الباراشوت) ليزيد مقاومة الهواء (قوة الاحتكاك) ويقلل من سرعة سقوطه ويصل إلى الأرض آمناً.

مقاومة الماء لحركة الأجسام:
- مقاومة المــاء : نوع من قوى الاحتكاك تنشأ عن حركة الجسم فى المــاء.
-
عندما يتحرك جسم فى الماء بسرعة كبيرة مثل السفينة أو السمكة فإن قوة
الاحتكاك بين الجسم المتحرك والماء تزداد بزيادة مساحة السطح المعرض للماء.
- اتجاه حركة السمكة فى الماء يكون معاكسا لاتجاه القوة الناشئة عن الاحتكاك مع الماء.

علل: يأخذ جسم السمكة شكلاً انسيابياً .

ج : ليقلل مساحة سطح السمكة فيقل احتكاك جسمها بالماء فتعوم بسهولة وسرعة.

س : ما هى العوامل المؤثرة التى تتوقف عليها قوة الاحتكاك؟
ج:1- مساحة السطحين المتلامسين: فكلما زادت مساحة السطحين المتلامسين تزيد قوة الاحتكاك والعكس.
2- نوع مادة السطحين المتلامسين: قوة الاحتكاك تقل بين الأسطح الملساء، وتزيد بين الأسطح الخشنة.

اعلم أن : - قوة الاحتكاك تكون دائماً فى عكس حركة الجسم.
- العلاقة بين قوة الاحتكاك ومساحة السطحين المتلامسين علاقة طردية