ما هو معامل الاحتكاك؟
يُعرف معامل الاحتكاك على أنه نسبة قوة الاحتكاك التي تقاوم حركة سطحين متلامسين إلى القوة العمودية التي تضغط على السطحين معًا، عادةً ما يرمز له بالحرف اليوناني ميو (μ)، ويعبر عنه رياضيًا بالصيغة الآتية:[١]
μ = F / N
حيث إن:
F: قوة الاحتكاك.
μ: معامل الاحتكاك.
N: القوة العمودية.
ويتناسب معامل الاحتكاك ميو (μ) طرديًا مع قوة الاحتكاك، وهي القوة التي تقاوم انزلاقاً أو دحرجة جسم صلب على آخر، ويمكن التعبير عنهما بالصيغة الآتية:
F = μ*N
يأتي معامل الاحتكاك بلا وحده، لأن وحدة كل من قوة الاحتكاك والقوة العمودية؛ نيوتن، وفي معظم الحالات، يكون لمعامل الاحتكاك قيمة بين 0 و1، تعتمد هذه القيم على المواد التي تُصنع منها الأسطح، حيث يكون معامل الاحتكاك بين التفلون والفولاذ منخفضًا جدًا، بينما تكون قيمته بين المطاط الموجود على الخرسانة عاليةً جدًا، وتشير القيمة صفر إلى أن الأجسام تتحرك بسهولة فوق بعضها البعض، مثل كتلتين من الجليد، أما القيمة 1 فتشير أن القوة المطلوبة لتحريك الجسم تساوي القوة العمودية.[٢]
معامل الاحتكاك الثابت والحركي
تختلف قيم معامل الاحتكاك تبعًا لنوع قوة الاحتكاك فيما إذا كانت ساكنة أم متحركة؛ في الاحتكاك الساكن، تقاوم قوة الاحتكاك القوة المطبقة على الجسم، ويبقى الجسم في حالة سكون، حتى يتم التغلب على قوة الاحتكاك الساكن، أما في الاحتكاك الحركي، تقاوم قوة الاحتكاك حركة الجسم، مثال على ذلك، يكون معامل الاحتكاك الحركي لانزلاق الطوب على طاولة خشبية نظيفة، حوالي 0.5، مما يعني أن هناك حاجة إلى قوة تساوي نصف وزن الطوب للتغلب على قوة الاحتكاك الحركي وإبقاء الطوب في حركة مستمرة بسرعة ثابتة.[١]
العوامل المؤثرة على معامل الاحتكاك
فيما يلي بعض العوامل المؤثرة على معامل الاحتكاك:[٣]
شكل الأسطح
تحتوي غالبية أسطح الأجسام على نتوءات وتشوهات يمكن رؤيتها بالعين المجردة على بعض الأسطح، ووبالمجهر على البعض الآخر، يسبب شكل السطح هذا إلى إعاقة الحركة بين السطحين المتلامسين، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة قوة الاحتكاك بينهما وبالتالي زيادة معامل الاحتكاك.
الالتصاق بسبب الترابط الكيميائي
عندما تقترب مادتان من بعضهما البعض كما في حالة الاحتكاك، تقترب الجزيئات الموجودة على الأسطح المتقابلة بحيث تنشأ بينهما تفاعل كيمائي، يؤدي في معظم الحالات إلى نشوء قوى جذب ضعيفة تؤثر على الاحتكاك، على سبيل المثال، ستلتصق جزيئات الغبار على زجاج النافذة، إذ تُركت دون تنظيف لبضعة أشهر، حيث يصبح من الصعب إزالتها.
التفاعلات الإلكتروستاتيكية
كما نعلم تتجاذب الشحنات المختلفة وتتنافر الشحنات المتشابهة، وقد تُشحن الأسطح بشحنات متشابهة أو متنافرة عن قصد أو قد توجد مشحونة بشكل طبيعي في الطبيعة، مثال على ذلك، الشحنات الساكنة التي تُلصق الورق بالملابس الصوفية، يمكن أيضًا شحن السطح لتقليل أو لزيادة الاحتكاك، عن طريق التعديل الكيميائي أو التقنيات الفيزيائية الأخرى.
المراجع
- ^ أ ب "coefficient of friction", britannica, Retrieved 27/6/2022. Edited.
- ↑ "Coefficient of Friction", study, Retrieved 27/6/2022. Edited.
- ↑ "5 Causes of friction", dewwool, Retrieved 27/6/2022. Edited.
