ماهي وحدة قياس معامل الاحتكاك الحركي

يحدثُ الاحتكاك الحركيّ عندما يتحرّك جسمين متلاصقين باتجاهين متعاكسين، ولا يعُتبر الاحتكاك حكرًا على الأجسام الصلبة، إذ أنّ الاحتكاك يُمكن أن يحدث ما بين المواد السائلة والغازيّة أيضًا، ولكن كيف يُقاس معامل الاحتكاك الحركيّ؟ وما هي واحدته؟

3 إجابات

الاحتكاك هو القوة المُقاومة التي يُقدمها السطح الذي يتحرك فوقه جسم ما، وذلك لمحاولة مُمانعة حركته وإيقافه، وتنتج قوة الاحتكاك نتيجة قوة الجذب المغناطيسي، وتكون هذه القوة في جميع الأحيان مُعاكسة لسرعة الجسم، وذلك بسبب تواجد النتوءات الصغيرة بين الجسم والسطح، ويوجد أكثر من نوع لقوى الاحتكاك مثل الاحتكاك الساكن والاحتكاك الناتج عن الدوران وغيرها من الأنواع، ولكن سأشرح لك سؤالك عن الاحتكاك الحركي.

قوى الاحتكاك الحركي هو احتكاك يحدث عندما يتحرك جسمين على بعضهما البعض، بحيث يكون هنالك احتكاك للجسمين ببعضهما البعض، ويوجد لهذان الجسمان “معامل احتكاك حركي” يتم الترميز له بالرمز μ، وغالباً ما يكون معامل الاحتكاك الحركي أقل قمية من معامل الاحتكاك الساكن.

يتم حساب معامل الاحتكاك الحركي بواسطة العلاقة الرياضية التالية:

Fk =μk.Fn

حيث يوجد في الطرف الأيسر من العلاقة قوة الاحتكاك الحركي، أما في الطرف الأيمن يوجد معامل الاحتكاك الحركي مضروباً برد الفعل الذي يبديه السطح، ولا يوجد واحدة رياضية أو فيزيائية لقياس معامل الاحتكاك الحركي، كونه يأخذ أكثر من قيمة وذلك تبعاً لنوع المادة التي يمتلكها السطح الملامس.

أكمل القراءة

تعرف قوة الاحتكاك بأنها القوة التي تعارض حركة جسمٍ ما عند تحركه وهو ملاصق لجسم آخر وتحاول إيقافه، مثال: يتم استهلاك 20%من قوة محرك السيارة للتغلب على قوة الاحتكاك التي تؤثر عليه، وتنتج قوة الاحتكاك بشكلٍ رئيسيٍ من قوة الجذب المغناطيسي، التي تحصل بين ذرات الأجسام المتلامسة.

وهنالك نوعان أساسيان من قوة الاحتكاك هما:

  1. قوة الاحتكاك الساكنة: وفي هذه الحالة يكون الجسمان ثابتان بلا حراك، فتتغلب قوة الاحتكاك على القوة التي تؤثر على الأجسام وتمنعها من الحركة.
  2. قوة الاحتكاك المتحركة: وهي القوة التي تحصل بين الأجسام المتلاصقة عندما يكون أحدهما ثابتًا أو كلاهما متحركًا.

عندما يتم تحريك ثلاث قطعٍ بلاستيكيةٍ تملك نفس الوزن على سطح طاولة، فإن قوة الاحتكاك تساوي تمامًا ثلاثة أضعاف القوة التي تنشأ عند تحريك قطعة واحدة فقط، أي أن النسبة ما بين الوزن والاحتكاك ثابتة وتوصف بالمعادلة التالية : u=F/L

  • حيث u: معامل الاحتكاك الحركي.
  • F: قوة الاحتكاك وتقاس بالنيوتن.
  • L: قوة وزن الجسم وتقاس بالنيوتن.

ومن الواضح في المعادلة السابقة وعند اختزالها، نجد أن كلًا من الوزن وقوة الاحتكاك تقاس بالنيوتن، وينتج عن ذلك أن معامل الاحتكاك الحراري لا يملك واحدة قياس وتكون قيمته ثابتةً في كل مادة.

أكمل القراءة

يُعرّف الاحتكاك الحركيّ على أنّه قوة المقاومة التي تنشأ عند وجود سطحين متلامسين أو متلاصقين ويتحركان بحركة انزلاقيّة، حيث يؤدّي هذا الاحتكاك المتولّد بين السطحين إلى نشوء قوّة تحاول ممانعة هذه الحركة وإبطالها، ومن الأمثلة البسيطة عن الاحتكاك الحركيّ هو دفع بعض الأشخاص لسيارة مركونة على طريق اسفلتي. وبما أنّ الاحتكاك الحركي عبارة عن قوّة فهو يقاس بالجملة الدولية بواحدة النيوتن N، وتُحسب قوّة الاحتكاك الحركي بتطبيق المعادلة الخاصّة بها والتي تنص على:

Fk =μk.Fn

حيث أنّ:

Fk: قوّة الاحتكاك الحركيّ.

μk: معامل الاحتكاك الحركيّ.

Fn: يُعبّر عن قوة رد الفعل التي يطبّقها السطح، وتُحسب من خلال علاقة قوّة الثقل: W=m.g حيث أنّ m هي كتلة الجسم، و g هو تسارع الجاذبيّة الأرضيّة.

ونظرً لاختلاف الأسطح من ناحية الخشونة أو الملاسة، فلا بُدَّ من إضافة معامل عددي لتصحيح العلاقة الرياضيّة، وبالتالي في حالة قوّة الاحتكاك الحركيّ نُعبّر عن ذلك بمعامل قوة الاحتكاك الحركيّ μk، والذي يأخذ قيمًا مختلفة وذلك تبعًا لنوع المادة المصنوع منها السطح، ويُلفظ الرمز μ “ميو” وهو حرف يونانيّ، وكسائر أنواع المعاملات التي تدخل في العلاقات الرياضيّة للحصول على النتائج الدقيقة، فإنّ معامل الاحتكاك الحركيّ ليس له واحدة.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ماهي وحدة قياس معامل الاحتكاك الحركي"؟