أضرار الاحتكاك ما هي الأضرار الناتجة عن قوّة الاحتكاك؟ تعد قوّة الاحتكاك قوة معيقة ومغايرة لاتجاه الحركة أو القوّة المطبّقة على الأجسام، لذا فإنّها قد تكون مزعجة وتسبب الضرر للعديد من الأنشطة والتطبيقات الحياتيّة المختلفة، و من أهم الأضرار التي تسبّبها قوّة الاحتكاك: [٥] تعمل قوّة الاحتكاك على إعاقة حركة العديد من الأجسام، لذا فإنه يلزم تطبيق المزيد من الطاقة على الجسم ليكتسب الطاقة الحركيّة اللازمة لجعله يتحرك بالسرعة أو القوة المطلوبة، مما يعني زيادة كمية الطاقة الآزمة لتعويض الفقد الحاصل بسبب قوّة الاحتكاك. تؤدي قوّة الاحتكاك بسبب مقاومتها للحركة في المركبات إلى اهتراء العجلات في المركبات وتمزّقها في بعض الأحيان. تقلّل قوة الاحتكاك من عمر الأجزاء المتحرّكة من المركبات والآلات بشكل عام. تؤدي قوّة الاحتكااك إلى رفع درجة حرراة الأجسام المتأتّرة بها، مثل: ارتفاع حرارة [١] محرّك السيارة بسبب وجود قوّة الاحتكاك مما قد يؤدي إلى تلفه. على الرغم من الفوائد اليومية وفي الكثير من المجالات إلا أن لقوّة الاحتكاك أضرار عديدة على الرغم من فائدة وجود هذا القوّة بين الأجسام الصلبة المتلاصقة، ويتلخّص ضرر قوّة الاحتكاك بمبدأ عملها ألا وهو الإعاقة لحركة الأجسام، إذ إنّها تؤثر على حركة الأجسام بعكس اتجاه القوّة المطبّقة عليها فيلزم لإلغاء تأثير قوّة الاحتكاك على الحركة زيادة قيمة القوّة المطبقة مما يستلزم المزيد من الطاقة، كما أنها مسؤولة عن اهتراء وتمزّق عجلات مركبات السيارات وتؤدي إلى تقليل عمر الأجزاء المتحرّكة في المركبات والعديد من الآليات الأخرى.
تعريف قوة الاحتكاك؟ تشير قوة الاحتكاك إلى القوة الناتجة عن سطحين يتلامسان وينزلقان ضد بعضهما البعض. بعض العوامل التي تؤثر على قوة الاحتكاك: تتأثر هذه القوى بشكل أساسي بنسيج السطح ومقدار القوة التي تدفعها معًا. تؤثر زاوية الجسم وموضعه على مقدار قوة الاحتكاك. إذا تم وضع جسم مسطحًا على جسم ما ، فستكون قوة الاحتكاك مساوية لوزن الجسم. إذا تم دفع جسم ما على السطح ، فستزداد قوة الاحتكاك وتصبح أكثر من وزن الجسم. كيفية حساب قوة الاحتكاك يمكن حساب الحد الأقصى لمقدار قوة الاحتكاك التي يمكن أن يطبقها السطح على كائن ما بسهولة باستخدام الصيغة المحددة: F frict = µ • F norm لمساعدتك في حساب قوة الاحتكاك ، قدمنا لك هنا خطوات منهجية يجب اتباعها أثناء حساب قوة الاحتكاك. أوجد القوة العادية القوة الطبيعية هي قوة الدعم التي تمارس على جسم ما على اتصال بجسم ثابت آخر. يمكن وصف القوة العادية ببساطة في معظم الحالات بالصيغة التالية: N = mg في هذه الصيغة ، تصف m كتلة الجسم ، و g تعني التسارع الناتج عن الجاذبية. في حالة وجود سطح مائل ، تقل قوة السطح الطبيعي كلما زاد ميل السطح ، ومن هنا تصبح الصيغة: N = mg cos(θ) θ تمثل الزاوية التي يميل إليها السطح.
وقوة الاحتكاك تساعدنا على مسك الأشياء فلولاها لانزلقت من أيدينا دون جدوى، وإنّ قوة الاحتكاك ينتج عنها طاقة حرارية والتي يمكن استخدامها استخدامات عديدة، من الأشياء الصغيرة كتدفئة يدينا في الشتاء بحفهم مع بعضهم البعض إلى تطبيقات أخرى كاللحام باستخدام الاحتكاك، ولولاها لما تمكنا من إشعال عيدان الثقاب. وهناك نوعين للاحتكاك: الاحتكاك الحركي. الاحتكاك الساكن. من المؤكد أن للاحتكاك مساوئ عديدة، منها تبديد الطاقة والأعطال الميكانيكية للآلات، ولكن ككل شيء في الحياة يجب أن لا ننسى فوائدها أيضاً. أكمل القراءة يمكننا تعريف الاحتكاك بأنّه القوة التي تُقاوم حركة حسمٍ ما بالنسبة إلى جسمٍ آخر، فالاحتكاك هو القوة التي تعمل على إيقاف الأجسام المتحركة كما درسنا جميعًا في المدرسة، ولكنّ دوره هذا كان السبب في اعتقاد البعض بأنّ الحياة ستكون أفضل إن لم يكن الاحتكاك موجودًا غير مدركين لما للاحتكاك من أهمية. لولا وجود الاحتكاك لما كنا قادرين على الوقوف في مكاننا، فالاحتكاك بين القدم والأرض هو ما يمكننا من الوقوف والثبات، ومن غيره لما كنا قادرين على الجري والمشي إذ أنّه يمنعنا من الانزلاق عند الحركة (وهو ما يمكن ملاحظته بسهولة عند محاولة المشي على أرض عليها بقعة زيت).
[٢] [٤] احتكاك التدحرج ينتُج احتكاك التدحرج (بالإنجليزية: Rolling friction) عندما تؤثّر قوة عكسية صغيرة جداً لتُقاوم حركة التدحرج لجسم معيّن، ويختلف تأثير الاحتكاك المتدحرج عن الاحتكاك الانزلاقيّ تبعاً لاختلاف نوع الحركة، فالتدحرج يتضمّن احتكاكاً إضافياً عند كلّ نقطة تلامس بين الجسم المتدحرج والسطح؛ وهذا يعني أنّه في كلّ لحظة خلال عملية التدحرج توجد نقطة تلامس جديدة بين الجسم والسطح، وبالتالي فإنّ لكلّ نقطة اتصال قوة احتكاك عكسية تُشبه في مبدئها الاحتكاك الساكن لكنّها تكون لحظيّة. [٣] معامل الاحتكاك يُعرّف معامل الاحتكاك (بالإنجليزية: Coefficient of friction) بأنّه النسبة بين قوة الاحتكاك التي تُقاوم الحركة بين سطحين متلامسين إلى القوة العمودية للجسم المتحرّك، ويجدر بالذكر أنّ معامل الاحتكاك ليس له وحدة قياس، ويُمكن حساب معامل الاحتكاك حسب المعادلة (μ = F/N)، حيث يُمثّل كلّ رمز في المعادلة ما يأتي: [٥] μ: معامل الاحتكاك. F: قوة الاحتكاك ووحدتها نيوتن. N: القوة العمودية ووحدتها نيوتن تختلف قيمة معاملات الاحتكاك للاحتكاك الساكن والاحتكاك الانزلاقي، ففي الاحتكاك الساكن تكون القوة كاملة على الجسم، ويبقى الجسم في حالة السكون حتّى يتمّ تجاوز قوّة الاحتكاك الساكن بقوّة أكبر منها، أمّا في الاحتكاك الانزلاقي فإنّ الاحتكاك يُقاوم حركة الجسم، ففي حالة انزلاق حجر على طاولة ذات سطح خشبيّ، فإنّ معامل الاحتكاك الحركيّ للحجر يُساوي تقريباً 0.
قوة الأحتكاك هي القوة التي تنشأ بين السطوح التي تنزلق بعضها فوق بعض وتكون معاكسة لأتجاه الحركة, ويقسم الأحتكاك الى احتكاك سكوني وحركي, اما الأحتكاك السكوني فهو الذي يبقي الجسم ثابتا لا يتحرك, واما الأحتكاك الحركي فهو مقاومة الحركة ويعتمد عل وزن الجسم وعلى خشونة الأسطح, ولكل سطحين معامل احتكاك خاص يعتمد على خشونتها.
أنواع الاحتكاك الاحتكاك الساكن: يكونُ الاحتكاك الساكن بين جسمين غير متحرّكين نسبةً إلى بعضهما البعض، وبالتالي فمعامل الاحتكاك الساكن يرمز له بالرمز (µس)، وتكون القوة الأوليّة اللازمة لتحريك الجسم أكبرَ من قوّة الاحتكاك الساكن بشيءٍ بسيطٍ، ويكون معامل الاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك الحركيّ، ومن الأمثلة على الاحتكاك الساكن وقوفُ السيارة على الشارع دونَ حراك، وذلك بالرغم من شكل العجلات الدائريّ الذي يدور وحدَه إلا أنّ النقطة النسبيّة للحركة ما بين العجلة والشارع تكون ساكنةً بالنسبة للشارع، وبهذا يكون الاحتكاكُ ساكناً وليس حركيّاً. الاحتكاك الحركيّ: يتكوّنُ الاحتكاك الحركيّ عند تحرك جسميْن نسبةً إلى بعضهما البعض، وبالتالي يحتكُّ الجسمان ببعضهما، ويكون لهما معاملُ احتكاكٍ حركيٍّ يرمز له بالرمز (µح)، ويكون هذا المعامل أقلَّ من معامل الاحتكاك الساكن، ومن الأمثلة عليه ما يلي: الاحتكاك الانزلاقيّ: وهو الاحتكاك الذي يحصل عند احتكاك جسمين صلبين، مثل: تحريك الكرسي على الأرض، أو الأغراض عن الطاولات. الاحتكاك المائع أو ما يُعرف باحتكاك الموائع: وهو الاحتكاك الذي يحصلُ عند تحرّك جسمٍ صلبٍ في مادةٍ سائلةٍ أو غازيةٍ، مثل: مقاومة البحر لحركةِ الغوّاصة.