هل الاحتكاك قوة محافظة: بصيرة شاملة

من الصعب التنقل من مكان إلى آخر دون احتكاك. لكن ما هي قوة الاحتكاك؟ هل الاحتكاك قوة محافظة أم غير محافظة؟ هنا سنناقش هذه الأسئلة.

عندما ينزلق جسمان أو يفرك أحدهما الآخر ، يحدث احتكاك بينهما. يحاول هذا الاحتكاك إيقاف الحركة النسبية لهذين الجسمين من خلال تطبيق بعض القوة على كل جسم. هذه القوة تسمى قوة الاحتكاك. بما أن قوة الاحتكاك تعتمد على المسار ، فهي ليست قوة محافظة.

الاحتكاك: شر لا بد منه 

عندما يتحرك جسمان بالنسبة لبعضهما البعض وينزلقان أو يفركان بعضهما البعض ، يحدث الاحتكاك. تعمل قوة الاحتكاك دائمًا عكس اتجاه الحركة. يعتبر الاحتكاك شرًا ضروريًا للحركة ، فهو قوة قابلة للتعديل ذاتيًا وتعتمد على أسطح الأجسام التي تتلامس ، أو يمكننا القول أنها تعتمد على المسار الذي يتم فيه الحركة النسبية يحدث.

يمكننا المشي فقط بسبب الاحتكاك ، يمكن للحافلة أن تنتقل من مكان إلى آخر فقط بسبب الاحتكاك ، الرصاصة التي تطلق من مسدس تتباطأ بسبب الاحتكاك ، إلخ. فما هو الاحتكاك؟ ما هي قوة الاحتكاك؟ هل هي محافظة أم غير محافظة؟ دعونا نناقش هذه الأسئلة بالتفصيل.

الاحتكاك بشكل رئيسي من نوعين ،

  • الاحتكاك الساكن
  • الاحتكاك الحركي

الاحتكاك الساكن- تدخل القوة المعاكسة حيز التنفيذ عندما يحاول جسم أن يتحرك على سطح جسم آخر ، لكن الحركة الفعلية التي لم تبدأ بعد تسمى الاحتكاك الساكن. على سبيل المثال ، كتاب على رف ، سيارة في ساحة انتظار ، مكعب معدني على سطح طاولة ، إلخ.

                 معادلة قوة الاحتكاك الساكن هي

أين،

            ن - رد فعل طبيعي

هو الاحتكاك قوة محافظة
الاحتكاك الساكن
الصورة الائتمان:Maxmath12 ، CC0 ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

الاحتكاك الحركيالاحتكاك الحركي هو الاحتكاك بين جسمين في ظروف الحركة. الاحتكاك الحركي هو دائمًا عكس الحركة ويحاول إيقاف الحركة ، مثل الاحتكاك بين الطريق والسيارة المتحركة ، والاحتكاك بين مكعب خشبي منزلق على سطح مستو مائل ، إلخ.

معادلة الاحتكاك الحركي

أين -

μk- معامل الاحتكاك الحركي

              N- قوة طبيعية

هو الاحتكاك قوة محافظة
الاحتكاك الحركي
الصورة الائتمان: بوليفور ، المجال العام ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

طبيعة قوة الاحتكاك

القوات من نوعين من القوى المحافظة والقوى غير المحافظة.

القوة المحافظة -

القوة التي تعتمد على الإزاحة الأولية والنهائية للجسم ولا تعتمد على مسار الحركة تسمى القوة المحافظة ، على سبيل المثال ، قوة الجاذبية ، القوة الكهروستاتيكية، إلخ. في القوة المحافظة ، يكون العمل المنجز مستقلاً عن المسار. المجموع الطاقة تحت القوة المحافظة يبقى ثابتا.

قوة غير محافظة -

 لا تظل الطاقة الكلية ثابتة تحت تأثير قوى القوة غير المحافظة. في القوى غير المحافظة ، يعتمد العمل المنجز على المسار الذي تحدث به الحركة. ال قوة الإحتكاكوالتوتر والقوة على كتلة خشبية هي أمثلة على القوى غير المحافظة.

لذا من المناقشة أعلاه ، يمكننا القول أن قوة الاحتكاك غير محافظة لأنها تعتمد على المسار. لفهمها بشكل أكثر دقة ، ضع في اعتبارك مكعبًا معدنيًا على مستوى مائل ،

أولاً نضع هذا المكعب المعدني على سطح أملس مائل. في هذه الحالة ، يتحرك المكعب بسرعة على سطح ما لأن الاحتكاك بين المكعب والمستوى المائل ضعيف جدًا. لذلك يمكن أن ينزلق الشبل بسهولة على سطح أملس.

الآن ضع نفس المكعب على سطح خشن مائل له نفس ميل المستوى الأملس. في هذا المستوى ، يحتاج المكعب إلى القيام بمزيد من العمل لينزلق فوق مستوى مائل. هنا ، يكون الاحتكاك بين سطح المكعب والمستوى المائل أكبر من السطح الأملس. ومن ثم فإن الاحتكاك يعتمد على مسار الحركة ، وهذا هو السبب في أنها كمية غير متحفظة.

الاسئلة المتكررة

ما هي القوة الطبيعية؟

يمكننا الوقوف على الأرض بسبب هذه القوة.

يُطلق على الأرض قوة رد فعل على الجسم تساوي وزنه القوة العمودية. هذه القوة دائمًا متعامدة على السطح.

ما هو الحد من الاحتكاك؟

تعريف الحد من الاحتكاك كما يلي.

عندما تتجاوز القوة المطبقة قوة الاحتكاك الساكن ، يبدأ الجسم في التحرك. لذا فإن الحد من الاحتكاك هو القيمة القصوى للاحتكاك الساكن حتى يظل الجسم في حالة توازن.

هو الاحتكاك قوة محافظة
حركة المربع على وشك أن تبدأ الصورة: Keta، Pieter Kuiper، CC BY 2.5 https://creativecommons.org/licenses/by/2.5عبر ويكيميديا ​​كومنز

ما هي زاوية الاحتكاك؟

تسمى الزاوية بين رد الفعل الطبيعي والاحتكاك المحدود الناتج بزاوية الاحتكاك.

                                 

انتقل إلى الأعلى