ما هي العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك؟
تُعرف قوة الاحتكاك (بالإنجليزية: Friction Force) على أنها القوة التي تُمانع الحركة وتعيقها، تنشأ بين السطحين المتلامسين نتيجة التجاذب الكهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة في السطحين، وتعتمد على العديد من العوامل مثل ملمس السطحين، والقوة العمودية، ومعامل الاحتكاك، وغيرها، وفيما يلي ذكر لهذه العوامل، وتوضيح كيفية تأثيرها على قوة الاحتكاك:
ملمس الجسم المتحرك
تعتمد قوة الاحتكاك على ملمس الجسم المتحرك؛ أي على خشونة ونعومة الجسم المتحرك، فإذا كان الجسم خشنًا، زاد الاحتكاك وبالتالي أصبحت حركته مقيّدة، وإذا كان سطح الجسم أكثر نعومة، قل الاحتكاك وكانت حركته أكثر سلاسة؛ فعلى سبيل المثال، يمكن لكرة ملساء أن تقطع مسافة أطول من كرة خشنة على نفس السطح.[١]
ملمس السطح
تعتمد قوة الاحتكاك على طبيعة أو ملمس السطح الملامس للجسم المتحرك؛ فإذا كان السطح خشنًا، يكون الاحتكاك الناتج عن حركة الجسم أكبر مقارنة بالسطح الأكثر نعومة؛ فعلى سبيل المثال، يكون السير على طريق مليء بالحصى أكثر صعوبة من السير على طريق مسطّح وأكثر نعومة.[٢]
ولكن هذا لا يعني عدم وجود قوة احتكاك بين السطحين الأملسين؛ إذ يتناقص الاحتكاك مع ازدياد نعومة الأسطح، ولكن إلى درجة محددة فقط؛ لأن الاحتكاك يزداد فعليًا بين السطحين الأملسين بسبب زيادة القوى الكهروستاتيكية الجذّابة بين ذراتهما.[٣]
شكل الجسم المتحرك
لا يقتصر وجود قوة الاحتكاك على الأسطح الصلبة، فهي تتواجد في الأوساط السائلة والغازية أيضًا، ولكنها تكون في هذه الأوساط أقل مقارنة بالأسطح الصلبة، ويلعب شكل الجسم المتحرك في هذه الأوساط دورًا مهمًا في التأثير على قوة الاحتكاك، إذ يحدّد شكل الجسم وتصميمه مساحة سطح الجسم المتحرك الملامس للسطح أو للوسط الذي يتحرك فيه؛ فعلى سبيل المثال إذا كان شكل الجسم انسيابياً أثناء الحركة في الماء أو الهواء، فسوف يواجه قوة احتكاك أقل من أي شكل آخر.[٤]
القوة العمودية
تعتمد قوة الاحتكاك على القوة العمودية (بالإنجليزية: Normal Force) التي تؤثر على الأجسام المتحركة، وعادة ما تكون القوة العمودية قوة معاكسة للوزن، لذلك تكون قيمتها عادًة أكبر للجسم الأكبر كتلة، وأقل للجسم الأقل كتلة، وبازدياد القوة العمودية تزداد قوة الاحتكاك، إذ تتناسب القوة العمودية طرديًا مع قوة الاحتكاك حسب الصيغة الآتية:[٤]
- F = µ N
حيث إنّ:
- F: قوة الاحتكاك.
- µ: معامل الاحتكاك.
- N: القوة العمودية.
معامل الاحتكاك
تعتمد قوة الاحتكاك على معامل الاحتكاك (بالإنجليزية: Friction Coefficient) للسطح، حيث يُعرف معامل الاحتكاك بمقدار الاحتكاك الموجود بين سطحين، وكلما زاد معامل الاحتكاك للسطح، زادت القوة المطلوبة لتحريكه فوق هذا السطح، إذ يتناسب معامل الاحتكاك مع قوة الاحتكاك طرديًا حسب الصيغة الآتية:[١]
- F = µ N
حيث إنّ:
- F: قوة الاحتكاك.
- µ: معامل الاحتكاك.
- N: القوة العمودية.
المراجع
- ^ أ ب "factors affecting friction ", geeksforgeeks. Edited.
- ↑ "Factors affecting Friction", examfear. Edited.
- ↑ "Friction: Factors Affecting Friction", infoplease. Edited.
- ^ أ ب "factors affecting friction", dewwool. Edited.
