قوة الإحتكاك

قوة الإحتكاك
تنشأ قوة الإحتكاك بين الأجسام نتيجة وجود نتوءات وفجوات بين الأسطح كما في الشكل :

فكلما كانت الأسطح ملساء كلما قلت تلك القوة .
ونلاحظ أننا إذا قمنا بدفع جسم ما على سطح الأرض أننا نحتاج في البداية إلى قوة كبيرة نسبياً لتحريك الجسم من السكون . وعندما يبدأ الجسم بالحركة نجد أننا في حاجة إلى قوة أقل بكثير لستمر الجسم في حركته . فما السبب ؟؟
السبب في ذلك يعود إلى وجود نوعان من قوة الإحتكاك هما :
1 - قوة الإحتكاك السكونية قأس ( fs )
2 - قوة الإحتكاك الحركية قأح ( fk )
والشكل التالي يعطينا تصور واضح عن تلك القوتان

يوضح الشكل السابق أن قوة الإحتكاك في البداية تزداد كلما زادت قوة الدفع على الجسم بمعنى أن قوة الإحتكاك = قوة الدفع . وهكذا يستمر الحال إلى أن تصل قوة الإحتكاك حدها الأقصى fs والتي لا تستطيع بعدها أن تقاوم قوة الدفع ، فيبدأ الجسم بالحركة بتأثير قوة الدفع .
ونلاحظ في تلك اللحظة ( لحظة التحرك ) أن قوة الإحتكاك قلّت فجأة وبشكل كبير . وأصبح لها مقدار ثابت ، بمعنى أننا نستطيع أن نحافظ على استمرار حركة الجسم بقوة أقل بكثير من تلك القوة التي احتجناها لتحريكه من السكون .
تسمى أكبر قوة للإحتكاك قبل حركة الجسم بقوة الإحتكاك السكونية قأس (fs) وتسمى قوة الإحتكاك بعد حركة الجسم بقوة الإحتكاك الحركية قأح ( fk )
س لماذا قوة الإحتكاك الحركية أقل من قوة الإحتكاك السكونية ؟
النتوءات والفجوات الموجودة بين أسطح الإجسام المتلاصقة تتداخلان في بعضهما فتسببان مقاومة السطحين للإنزلاق . ولكن إذا بدأ الجسم في الإنزلاق فلن يتوفر الوقت اللازم للسطحين لكي يتلاحما تماماً كل مع الآخر . لذلك فإن
قأس > قأح .........................fs > fk
ولتحديد مقدار قوة الإحتكاك الحركية نستخدم العلاقة التالية
قأح = أ * قع .............fk = µN
حيث قع أو N هي القوة العمودية كما في الرسم

و ( أ ) أو ( µ ) تعني معامل الإحتكاك بين السطحين
ملحوظة :
يختلف معامل الاحتكاك بإختلاف نوع مادة السطحين وحالتهما والجدول التالي يعطي أمثلة على مقدارتقريبي لمعامل الاحتكاك في الحالات التالية :
µ السطح 2 السطح 1
0.06 جليد خشب
0.02 - 0.1 ثلج نحاس أصفر
0.07 معدن ( مشحم ) معدن
0.25 خشب بلوط خشب بلوط
0.5 - 0.9 خرسانة ( مبللة ) مطاط