لماذا قوة الاحتكاك السكوني اكبر من قوة الاحتكاك الحركي

تنشأ قوة الاحتكاك على خلاف نوعه من إحتكاك جسمين ببعضها البعض ولكن يبقى هناك اختلاف بين نوعيه حيث يعد الاحتكاك السكوني أكثر قوة من الاحتكاك الحركي، فما هو سبب ذلك؟

3 إجابات

ينتج الاحتكاك بشكلٍ عام عن حركة سطحٍ ما فوق سطحٍ آخر، وهو قوةٌ ناتجة عن الجذب الكهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة في كلا الجسمين، ويوجد نوعان رئيسيان للاحتكاك هما: الاحتكاك السكوني الذي يعمل على إبقاء الجسم ساكنًا في مكانه، والاحتكاك الحركي الذي يظهر عند بدء حركة الجسم، ولكن ما يهمك معرفته هو السبب الذي يجعل قوى الاحتكاك السكوني أكبر.

ذكرنا أن الاحتكاك السكوني هو القوة التي تبقي الجسم ثابتًا في مكانه، وتبقى هذه القوة مطبقةً على الجسم إلى أن يتم تطبيق قوة أخرى عليه أقوى من قوة الاحتكاك السكوني تتمكن من تحريكه. يلعب سطح الجسم دورًا في قوى الاحتكاك، فلا يوجد سطح أملس تمامًا؛ أي إن تحدثنا على مستوى الميكروسكوبات نجد أن جميع الأسطح حتى المصقولة منها غير مستويةٍ بشكل كامل، وتحوي نتوءاتٍ تُعرف باسم عوامل الحدة، والتي تحتك ببعضها عند تحرك جسم فوق آخر وتشكل نقاط الاحتكاك الحقيقية بين الأجسام.

تكون هذه النقاط تحت ضغط ٍكبير، وتشكل القوى بين الجزيئات رابطًا بين الجزيئات مما يخلق تلاصقًا بين السطحين، وهذا ما يعتبر من أهم عناصر الاحتكاك السكوني المقاومة للحركة، أضف إلى ذلك أن تداخل عوامل الحدة مع بعضها _ أي تداخل بروزات أحد السطحين مع حفر الآخر – يسبب قفل حركة السطحين مما يعيق الحركة، وتحتاج هذه النقاط إلى أن يتم نقلها وتغييرها عبر تطبيق قوة عليها تتجاوز عتبة قوة الاحتكاك السكوني.

هنا يبدأ دور قوة الاحتكاك الحركي، أي بعد تجاوز القوة المطبقة على الجسم لعتبة قوة الاحتكاك الساكن، وتُعتبر أقل شدة منها لأنك لن تضطر إلى تطبيق ذات القوة التي طبقتها عند محاولة إزاحة الجسم فوق السطح الثابت.

أكمل القراءة

ما تزال قوة الاحتكاك قوة صعبة الفهم ومعقدة بشكل يصعب تصديقه، كما أنها قوة تظهر بأشكال مختلفة وفي ظروف مختلفة.

تخضع جميع الأسطح الصلبة إلى نوعين من الاحتكاك وهما الاحتكاك الساكن، الذي يحدث عندما تكون الأسطح ثابتة لا تتحرك، والاحتكاك الحركي، الذي يسمى أيضاً بالاحتكاك الديناميكي، وهو القوة التي تمانع الحركة النسبية للأسطح عند تحركها.

تعتبر قوة الاحتكاك السكوني أكبر من قوة الاحتكاك الحركي ولمعرفة السبب وراء ذلك، لا بد من أن أشرح لك بعض الأمور المهمة:

ترتبط قوة الاحتكاك السكوني بنوع السطوح الملامسة ، أو نوع المادة المصنوع منها الجسم، وكأمثلة عملية يمكنك ملاحظة أن قيادة الدراجة الهوائية على سطح اسفلتي أسهل من قيادتها على الرمل أو جر صندوقاً ما على سطح خشبي أسهل من جره على سطح اسفلتي، على الرغم من أن كتلة الصندوق هي نفسها.

ففي حال كانت مناطق التلامس بين السطحين صغيرة جداً فإن الضغط يكون مرتفع جداً في نقاط التلامس هذه وذلك تبعاً لقانون الضغط الذي ينص على أن الضغط = القوة/المساحة، حيث يسمح هذا الضغط الشديد بالالتصاق بين الأسطح وذلك بواسطة عملية تدعى باللحام البارد، وتحدث هذه العملية على مستوى جزيئي.

أكمل القراءة

إنّ مفهوم الاحتكاك يُعبر بشكلٍ عام عن المقاومة التي يتعرض لها سطحٌ أو غرضٌ ما عندما تتحرك على سطحٍ آخر، فيمكن أن نقول أنّ الأثاث الساكن في منزلك ثابتٌ في مكانه بسبب الاحتكاك، وذات الأثاث يتعرّض لاحتكاكٍ أيضاً عندما ندفعه بقوةٍ كافية لتحريكه. وهنا نحن نتعامل مع نوعين من الاحتكاك هما الاحتكاك السكوني والاحتكاك الحركي.

الاحتكاك السكوني أو الساكن هو القوة التي تتعرض لها الأشياء الساكنة والتي تمنعها بالتالي من الانزلاق أو الانزياح، ولتفسير هذه القوة يجب أن نعلم أنّ السطوح مهما كانت مصقولةً ومنعّمةً فهي تحتوي بعض النتوءات على المستوى الميكروسكوبي، وعندما يتلامس سطحان مع بعضهما تتداخل النتوءات لكليهما مما يعيق حركتها فتكون قوة الاحتكاك.

الاحتكاك الحركي هو الاحتكاك الذي يظهر في اللحظة التي يبدأ فيها الجسم بالحركة، حيث تُحاول هذه القوى أن توقف الجسم المتحرك عن حركته.

حسب التجارب فإنّ الاحتكاك الحركي يكون دوماً أصغر من الاحتكاك السكوني ويُرجح العلماء ذلك إلى ظاهرة اللحام على البارد (Cold Welding)، حيث أنّ توضع الجسم على نقطٍ شديد الصغر يخلق ضغطاً عالياً عليها مما يؤدي لالتحام الجسمين في تلك النقاط، وفوق ذلك تكون المناطق البارزة في أحد الجسمين واقعةً في أخاديد الجسم الآخر.  ولذلك يتطلب التغلب على الاحتكاك السكوني قوةً أكبر لتفكيك الروابط الناتجة عن اللحام على البارد وتشويه تلك المناطق البارزة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "لماذا قوة الاحتكاك السكوني اكبر من قوة الاحتكاك الحركي"؟