جدول ال
ما القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة من أكثر ما يبحث عنه الطلبة على مقاعد الدراسة في الآونة الأخيرة، سؤال فيزيائي بحت يتطلب الدقة في طرح الإجابة؛ إذ يواجه الجسم عدة قوى تؤثر به منها قوة السحب، قوة الشد وقوة الاحتكاك وغيرها، وتاليًا سنتعرف على إحدى أنواع القوى المؤثرة في حركة الأجسام.
ما القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة
القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة هي قوة الاحتكاك، وهي تلك القوة التي توضح كيفية التفاعل بين جسمٍ متحرك وآخر ثابت بحيث تزداد قوى الارتباط القائمة بين جزيئات السطحين المتلاصقين؛مما يترتب عليه إيقاف أحد الأجسام المتحركة مقارنةً مع الآخر، ولمعاودة الحركة مجددًا لا بد من تشتت القوى الناشئة بين الجزيئات وانفصالها.
تفسير قوة الاحتكاك
تعتبر قوة الاحتكاك القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة بحكم وجود قوة عمودية N بينهما، وتنشأ هذه القوة بين الأجسام المتلاصقة، مثال ذلك تحريك الأجسام فوق الشارع أو المشي فوقه، ويفسر ذلك ازدياد احتمالية الانزلاق في حال كان الشارع رطبًا أكثر منه عندما يكون جافًا، ويعزى ذلك لتراجع قوة الاحتكاك بينهما وعدم القدرة على تكون قوة عمودية.
العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك
تتأثر قوة الاحتكاك بعاملين أساسييّن هما[1]:
- مساحة السطح المهيأ للاحتكاك، كلما ازداد المساحة كانت قوة الاحتكاك أعظم، حيث يقترنان معًا بعلاقةٍ طردية.
- ماهية الأسطح المتلامسة، ويدرج تحت هذا البند بعض العوامل أيضًا التي تؤخذ بعين الاعتبار للتأثير في جسم متحرك:
- تتفاقم قوة الاحتكاك بين الأجسام المتلامسة في حال كانت خشنة، وبذلك فإن الجسم سيتوقف عن الحركة بعد مسافةٍ قصيرة.
- تتهاوى قوة الاحتكاك بين الأسطح الناعمة، حيث تصبح المسافة المقطوعة من قبل الجسم المتحرك أكبر نظرًا لقلة قوة الاحتكاك بين الأسطح الناعمة المتلامسة.
- تنخفض قوة الاحتكاك في حال كان الماء أحد الأسطح المتلامسة، مثل أن تتلامس كرة مطاطية وجسم صلب وبينهما سطح مائي؛ بذلك تتفاقم قوة دفع الكرة باعتبار الماء سطح يخفض قوة الاحتكاك.
- قوة معامل الاختلاف، تتفاوت هذه المعاملات تبعًا لنوعية الأسطح المتلامسة، إذ تختلف القوة بين جسمٍ وآخر.
العلاقة بين القوة المسؤولة عن توقف جسم متحرك عن الحركة والقوة العمودية
ترتبط القوة المؤثرة في توقف جسم متحرك عن الحركة (قوة الاحتكاك) مع القوة العمودية بعلاقةٍ طردية وثيقة، فكلماكا وزن الجسم العلوي أعلى كانت القوة العمودية أكبر؛ فتصبح قوة التفاعل بين الجزيئات أكثر، لذلك تصبح عملية الدفع معًا بغاية الصعوبة، وتنطبق العلاقة الطردية على الاحتكاك الديناميكي والثابت، وتتلائم قوة الاحتكاك مع ردود الفعل العمودية فوق السطح.ت
أنواع قوة الاحتكاك
نقسم قوة الاحتكاك إلى عدةِ أنواع في علم الفيزياء، منها:
- الاحتكاك الجاف Dry frction، قوة تنشأ في حال وجود سطحين جافين لها صفة صلبة، يعملان معًا بالتوازي فوق سطحِ اتصال لترتفع نسبة الاحتكاك إثر نشأة قوة التفاعل بين جزيئات هذه الأسطح المتلامسة، ولا تنشأ أي حركة لأيٍ منهما لذلك تعتبر احتكاكًا ثابتًا.
- قوة الاحتكاك الديناميكي، تنشأ هذه القوة بين سطحين ينشأ على إثرها حركة لكليهما، ويدرج تحته بند الاحتكاك المنزلق الحركي.
تلعب قوة الاحتكاك بمختلف أنواعها دورًا هامًا في الحياة اليومية، وتدخل في كافة التفاصيل منها حركة السيارات في الشوارع، ممارسة الأنشطة الرياضية وغيرها الكثير.
