الاحتكاك هو القوة التي تحدث عندما يتحرك جسمان متلاصقان في اتجاهين معاكسين، ويتولد بينهما طاقة ضاغطة، وهذه الطاقة تساعد على تلاحم الجسمين وتوليد طاقة حرارية ناتجة عن الاحتكاك، ويحدث الاحتكاك بين جميع أنواع المواد سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية.
بحث عن الاحتكاك :
هو عبارة عن كمية فيزيائية متجهة، يتم تعريفها بأنها القوة الناتجة بين جسمين عندما يتحرك أحدهما فوق الآخر، وكلما زادت خشونة السطحين زادت القوة بينهما، ومع زيادة القوة المضغوطة على الجسمين وتوجه كل منهما في اتجاه عكس حركة الآخر، تنتج كمية حرارة.
أنواع الاحتكاك :
لا يوجد بيئة تخلو من عملية الاحتكاك، فحتى في الفضاء الخارجي نفسه تحدث عملية الاحتكاك، حيث تتفاعل الجزيئات الصغيرة مع بعضها البعض وتنشأ قوة الاحتكاك، وهناك عدة أنواع من الاحتكاك وهي كما يلي:
-
احتكاك حركي:
هذا النوع يحدث بسبب حركة جسم بعد آخر، وكمية هذين الجسمين تكون أقل من قوة الاحتكاك الساكنة، لذا فإن مقدار القوة التي يحتاجها الجسم لإكمال حركته تكون أقل من الحركة التي يحتاجها الجسم للانتقال من السكون، ومن أبرز الأمثلة على الاحتكاك الحركي، الاحتكاك الانزلاقي الذي يحدث بين جسمين صلبين، والاحتكاك المائي وهذا النوع يحدث بين جسم مائع (سائل أو غازي) وجسم صلب مثل المقاومة التي تواجهها الطائرات أثناء تحليقها في الفضاء وكذلك القوة التي يواجهها الغواص أثناء الغوص.
-
احتكاك دوار:
يحدث الاحتكاك عندما تتحرك كرة أو عجلة أو أسطوانة أو أي جسم آخر على سطح ما، ويحدث الاحتكاك الرئيسي بسبب فقدان الطاقة التي تسبب تشوه الأجسام. على سبيل المثال، عندما تتحرك كرة على سطح مسطح، تسطح الكرة قليلا، حيث يصبح السطح مسننا إلى حد ما عند نقطة الالتقاء مع الكرة. هذا الفقدان الداخلي في السطح والكرة هو السبب في عدم ارتداد الكرة بنفس المستوى الذي سقطت منه، حيث يعتبر معامل الاحتكاك للاحتكاك الدوار أقل بمقدار 100/1000 مرة من الاحتكاك الطبيعي.
-
احتكاك ساكن:
هو القوة بين جسمين متلامسين، لا تحركهما كحركة الأرض والطاولة، بل تحافظ على وضعيتهما، وللتغلب على هذه القوة نحتاج لقوة أكبر من قوة الاحتكاك الساكنة، وقوة الاحتكاك السكوني أكبر من الاحتكاك بين الجسمين عند حركتهما بالتزامن.
قد يتعرض ذرات المواد الصلبة للاحتكاك بين بعضها البعض عند الضغط على مكعب مصنوع من مادة معدنية، وبالتالي فإن الذرات المكونة للمكعب تتحرك وتحدث احتكاكا داخليا. أما في السوائل، فإن قوة الاحتكاك تكون نتيجة لحركة طبقتين من الموائع وتسمى باللزوجة، وكلما زادت كثافة السائل، زادت اللزوجة، على سبيل المثال، العسل لديه لزوجة أعلى من الماء.
فوائد الاحتكاك :
تعتمد العديد من التصاميم الميكانيكية على قوة الاحتكاك للمساعدة في تقليلها، حيث يعتبرون أن الشغل الذي يتم تبديده هو الشغل الضائع، وتنتج قوة الاحتكاك هذه حرارة تؤدي إلى تشوه الآلات، وعلى الرغم من ذلك، فإن قوة الاحتكاك تقدم عدة فوائد
- لا يستطيع الإنسان أن يحمل الكثير من الأشياء، لذا لن يستطيع المشي وذلك لأن قدميه ستنزلق من على الأرض.
- لولا قوة الاحتكاك، لن تتمكن وسائل المواصلات من العمل، وذلك بسبب اعتمادها على قوة الاحتكاك بين العجلات والأرض، وبالتالي ستتوقف.
- لولا وجود قوة الاحتكاك، لانفككت الجبال وسقطت التربة منها.
- يساعد الإنسان على أن يمسك الأشياء بيديه بثبات دون أن تسقط.
- يعمل على تثبيت التربة بأعلى الجبال ويساعد على تثبيت النباتات في مكانها، لأنه بدون احتكاك، ستصبح الحياة غير مستقرة.
معامل الاحتكاك :
عندما يتحرك جسمان صلبان بجانب بعضهما البعض، سيتعرض الجسمان لقوة احتكاك حركية. تكون قوة الاحتكاك هذه مساوية لكسر عدد القوة العمودية بين السطحين. يتم الحصول على هذا الكسر من خلال معامل الاحتكاك، الذي يتم تحديده من خلال إجراء العديد من التجارب.
أضرار الإحتكاك :
- يؤدي إلى تبديد الحرارة التي تنتج عن المجهود الذي يبذل في الاحتكاك.
- يتسبب في ضياع قدرة الأجسام وفقدانها للتحمل، حيث تصبح الأجسام هشة مع مرور الوقت مثل بعض الآلات التي تتعطل وتصدر أصواتا مزعجة بسبب التآكل.
- يسبب الطاقة الحرارية التي يتولدها انصهار العديد من الأجسام، مما يؤدي إلى تشوه شكلها.
بعض الطرق التي تفيد في تقليل الاحتكاك :
- تصميم الأجهزة على شكل انسيابي يقلل من قوة الاحتكاك مع الهواء.
- تزييت الآلات والمعدات بصفة دورية.
- استخدام المواد المصنوعة من المطاط والفلين يساعد في تقليل الاحتكاك.
- الاعتماد على الأجهزة التي تحول الاحتكاك الحراري إلى احتكاك متدحرج مثل العربات المستخدمة في المطارات والتي تمنع حدوثه.