بحث عن قوة الإحتكاك في الفيزياء

بحث عن قوة الإحتكاك في الفيزياء، قوة الإحتكاك تعتبر من الأشياء التي تحدث كثيراً في حياتنا اليومية، حيث نشاهد إحتكاك الأجسام مع الأرض أو مع بعضها البعض، وأحياناً نطر لسحب بعض الأشياء الثقيلة على الأرض، ويحدث الإحتكاك عند ملامسة سطحين لبعضهما لبعض فيحدث بينهما قوة الإحتكاك، وتقل قوة الإحتكاك كلما كان السطح أقل خشونة، وسوف نعرض في هذا البحث ل تعريف الإحتكاك، وخواص وانواع الإحتكاك، قوانين الإحتكاك، بعض التطيقات على الإحتكاك.

مقدمة بحث عن قوة الإحتكاك في الفيزياء :

تعرف قوة الإحتكاك بانها قوة مقاومة جسم للحركة، وذلك حين يتحرك جسم على سطح أو جسم أخر، وتعتبر قوة الاحتكاك ليست كمثل القوة الكهرومغناطيسية أو قوة الجاذبية.

والمفهوم العلمي لقوة الإحتكاك بأنها : هي نتاج التجاذُب الكهرومغناطيسيّ بين الجُزيئات المشحونة لسطحين مُتلامسين .

ويزداد إلتصاق الجسمين بزيادة نقاط التماس أو الاحتكاك بينهما، حيث يتلامس الأجسام في نقاط معينة ولا تتلامس في نقاط أخرى، وقد بدأ علماء الفيزياء في دراسة قوة الإحتكاك في بداية القرن الخامس عشر الميلادي، وقد إستخدم علماء الفيزياء حديثاً لقوة الإحتكاك لاكتشاف الإحتكاك بين الجزيئات والذرات للوصول لنظريات جديدة.

شاهد ايضًا : بحث عن مصادر الحصول على المعلومات

خواص الإحتكاك :

1. قوة الإحتكاك تعمل في الإتجاه المضاد الذي يميل له الجسم الذي يتحرك عليه، حيث يقاوم السطح حركة الجسم الذي يتحرك عليه في الإتجاه المضاد.
2. قوة الإحتكاك تتساوى في المقدار مع القوة المؤثرة في إتجاه يمس سطح، وهذه القوه التي تؤثر على الجسم هي التي تتسبب في الحركة، وذلك في حالة ما كان الجسم متزن.
3. كلما زادت قوة الإحتكاك بين الجسم والسطح، كلما زادت قوة التماس بينهما، ويعرف الاحتكاك في هذه الحالة ب”الإحتكاك النهائي”.
4. تظل قيمة قوة الإحتكاك كما هي لا تتغير مع حركة الجسم او زيادة سرعة الجسم، وتعتبر قيمة قوة الإحتكاك نهائية حتى بعد تحرك الجسم.
5. قوة الإحتكاك النهائي وقوة رد الفعل العمودي تظل دائما ثابتة للسطحين، وتعتمد على طبيعة الجسمين وليس على الكتلة او الشكل.
6. يعرف معامل الاحتكاك بأنه : النسبة بين مقدار الاحتكاك النهائي ومقدار رد الفعل العمودي.

أنواع الإحتكاك :

الإحتكاك نوعان هما :

الإحتكاك الساكن :

وهي عبارة عن احتكاك لجسم ثابت لسطح ثابت أيضاً هذان الجسمان يكونا متلامسين، ومثال ذلك الطاولة وسطح الأرض، ويسمى الإحتكاك السكوني، ويحتك لقوة أكبر منه للتغلب على قوة الإحتكاك الساكن.

الإحتكاك المتحرك :

وتنشأ هذه القوة نتيجة حركة جسم على آخر متلامسين أو حركة الجسمين معاً، وتحتاج لقوة أقل من التي يحتاجها الإحتكاك الساكن، حيث يحتاج الجسم المتحرك لقوة أقل لتحريك من القوة التي يلزمها الجسم الثابت لحركته.

ومن أمثلة الإحتكاك المتحرك هو الإحتكاك الإنزلاقي بين جسمين، وهناك ما يسمى بالإحتكاك المائع:

وهو يكون بين جسمين احدهما صلب والاخر سائل تو غازي، ومثال ذلك الطائرة التي تقاوم الهواء في الجو كلي تتحرك، وأيضاً الغطاس في الماء.

قوانين الإحتكاك :

1. قوة الإحتكاك تتناسب طردياً مع وزن الجسم، بمعنى كلما زاد وزن الجسم زادت قوة الإحتكاك.
2. كلما زادت قوة الاحتكاك تقل كل من السرعة والمسافة وبالعكس.
3. تتغير قوة الإحتكاك بتغير نوع الأسطح المتلامسة.
4. تعمل قوة الإحتكاك على إبطاء سرعة الجسم.

كيف نقلل قوة الإحتكاك؟

الأجهزة :

نستخدم بعض الاجهزة مثل العجلات والسيور التي تستخدم في المطارات وهي تحول الإحتكاك الإنزلاقي الى الاحتكاك دحروجي، الذي يعمل على تقليل قوة الإحتكاك.

التقنيات :

استخدام الروابط بين المقورات وهذه الروابط تكون رخوة، وهي تقلل من قوة الإحتكاك حيث تجر كل مقطورة على حدى وليست كلها مرة واحدة.

المزلقات :

تستخدم الزيوت والتشحيم لتقليل الإحتكاك وتسمى”مزلقات” حيث يعمل الزيت على تقليل قوة الإحتكاك بين الجسم والسطح.

وتعتبر درجة اللزوجة مهمة جداً، ويتم تحديد كفاءة زيت التشحيم على أساس درجو اللزوجة التي تتحدد من خلال تاخل جزيئات السائل، حيث تزداد لزوجة السائل كلما زادت تداخل جزيئات السائل، كذلك يرتبط بتأثير درجة الحرارة على زيت التشحيم، حيث تتداخل الجزيئات بقوة مع درجات الحرارة العالية.

الإلتحام البارد :

كلما كان السطح خشن زادت قوة الإحتكاك، ومع وضع سطحين املسن تمامًا وبعد إزالة الشوائب بواسطة الفراغ فإن السطحان يلتصقان، وهو ما يطلق عليه الإلتحام البارد، وهي مرحلة انعدام الإحتكاك، التي تؤدي لإلتصاق السطحين.

شاهد ايضًا : بحث عن الحاسب الآلي ومكوناته

تطبيقات على الإحتكاك :

  • الدراجات الهوائية : حيث تضع للدرجات الهوائية زيوت التشحيم لتقليل من احتكاك الدراجة .
  • إطارات السيارات : تكون الاطارات ملساء لكي تقلل من احتكاك الدراجات بالأرض اثناء السير.
  • المكابح : تستخدم قوة الإحتكاك لكبح مكابح السيارات حيث قوة المقاومة توقف قوة المحرك.
  • احتكاك الأيدي مع بعضها تؤدي على التدفئة، حيث تولد لدية طاقة حرارية تجعله يشعر بالتدفئة.
  • تصنع سيارات السباق بشكل أكثر انسيابية لكي تقلل من مقاومة الهواء، حيث تستهلك السيارة لترات من البنزين لكي تقاوم احتكاك الهواء بالسيارة في اثناء السير، ولهذا فإن سيارات السباق تكون أكثر انسيابية لتقلل مقاومة الهواء للسيارة.

مساوئ الإحتكاك :

  • استخدام الإحتكاك مع الوقت يعمل على تشوه شكل السطح.
  • مع تكرار الإحتكاك وزيادة التشوه يتم تحويل التشوه الى حرارة تحتاج للتخلص من هذه الحرارة عند استخدام الالات وذلم عن طريق التبريد.
  • يتم اهدار كم كبير من الطاقة عند تكرار عملية الإحتكاك، حيث تذوب بعض الأجزاء بالإحتكاك.
  • يؤدي الاحتكاك المتكرر في فترات طويلة الى تعطل الالات مع مرور الوقت.
    تسبب الإحتكاك في تأخر اكتشاف العديد من القوانين الخاصة بالحركة وذلك نتيجة الإحتكاك، حيث تعمل الحرارة التي تتولد من الإحتكاك على تبديد الحرارة بسرعة وعمل ذلك على تأخر اكتشاف القوانين الخاصة بالحركة.
  • قال الفيلسوف “ارسطو” أن الاجسام المتحركة تفقد طاقتها بدون وجود قوة معاكسة لها، وهذه النظرية تم اثبات خطأها وكان السبب في هذا الخظأ يعود للإحتكاك .

زاوية الإحتكاك :

تقاس زاوية الإحتكاك وهي الزاوية المحصورة بين رد الفعل المحصل ورد الفعل العمودي، ونلاحظ تزايد قيمة هذه الزاوية كلما زاد قوة الإحتكاك وذلك مع افتراض ثبات مقدار قوة رد الفعل العمودي، وعندما يصبح الإحتكاك في درجاته العظمى يكون قيمة هذه الزاوية في نهايتها العظمى، وتسمى الزاوية “زاوية الإحتكاك”.

معامل الإحتكاك :

عند تحريك جسمين من الصلب في عكس بعضهما البعض، فإنهما يتعرضان لقوة الإحتكاك، ويعتبر الإحتكاك بمثابة عدد كسري للقوة العمودية بين السطحين، ويكون التوصل للعدد الكسري عن طريق معامل الإحتكاك والذي يتوصل له بإجراء بعض التجارب.

شاهد ايضًا : بحث كامل عن النحل وفوائده للإنسان

خاتمة بحث عن قوة الإحتكاك في الفيزياء :

وفي نهاية هذا البحث فإننا قد عرضنا بهذا البحث لقوة الإحتكاك في الفيزياء، وفي النهاية فإن مبادئ الاحتكاك تعتبر معقدة جدا وخاصة في ظل اكتشاف الفيزياء الحديثة ، وتعرقل قوانين الاحتكاك الكثير من الصناعات الضرورية والدقيقة، وأرجوا أن أكون قد وفقت لعرض هذا البحث، فإن وفقت فمن الله وإن أخطأت فمن نفسي والشيطان، وأدعوا الله عز وجل ان ينفعنا بما علمنا وان يجعل هذا العلم النافع شفيع لنا يوم القيامة.

قد يعجبك ايضًا

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.