الاحتكاك السكوني: تعريفه، أنواعه، وقوانينه

جدول المحتويات

• ما هو الاحتكاك السكوني؟
• أنواع الاحتكاك السكوني
• قانون الاحتكاك السكوني
• أمثلة عملية على الاحتكاك السكوني
• تطبيقات الاحتكاك السكوني في الحياة اليومية
• المراجع

ما هو الاحتكاك السكوني؟

الاحتكاك السكوني (بالإنجليزية: Static Friction) هو القوة التي تعمل على منع جسم ما من الحركة عندما يتم تطبيق قوة خارجية عليه. بمعنى آخر، هو القوة التي تحافظ على الجسم في حالة سكون حتى لو تم تطبيق قوة محاولة لتحريكه. على سبيل المثال، عندما تحاول دفع خزانة ثقيلة، فإنها تبقى في مكانها بسبب قوة الاحتكاك السكوني بينها وبين الأرض.

يحدث الاحتكاك السكوني بسبب التفاعلات بين الجزيئات الدقيقة على أسطح الأجسام المتلامسة. هذه القوة تكون دائمًا معاكسة لاتجاه القوة المطبقة، مما يمنع الجسم من التحرك حتى تتجاوز القوة المطبقة قوة الاحتكاك السكوني.

أنواع الاحتكاك السكوني

ينقسم الاحتكاك السكوني إلى عدة أنواع بناءً على طبيعة المواد المتلامسة والحالة الفيزيائية لها. فيما يلي أبرز أنواع الاحتكاك السكوني:

• احتكاك السوائل: يحدث بين أجزاء السائل اللزج أو بين سائلين لزجين. هذا النوع من الاحتكاك مهم في دراسة حركة السوائل وتدفقها.
• احتكاك المزلقات: يستخدم هذا النوع من الاحتكاك في تقليل التآكل بين الأسطح الصلبة، مثل استخدام الزيوت في تشحيم الآلات.
• الاحتكاك الداخلي: يحدث داخل المادة نفسها بسبب التفاعلات بين جزيئاتها الداخلية.
• الاحتكاك الجاف: يحدث بين سطحين صلبين متلامسين، مثل الاحتكاك بين الأحذية والأرض.

قانون الاحتكاك السكوني

يمكن حساب قوة الاحتكاك السكوني باستخدام القانون التالي:

قوة الاحتكاك السكوني العظمى = معامل الاحتكاك السكوني × القوة العمودية

حيث:

• معامل الاحتكاك السكوني: يعتمد على طبيعة السطحين المتلامسين.
• القوة العمودية: هي القوة التي يمارسها الجسم على السطح بشكل عمودي.

عندما تكون القوة المطبقة أقل من قوة الاحتكاك السكوني العظمى، يبقى الجسم في حالة سكون. أما إذا تجاوزت القوة المطبقة قوة الاحتكاك السكوني العظمى، يبدأ الجسم بالتحرك.

أمثلة عملية على الاحتكاك السكوني

لنفترض أن لدينا مزلجة كتلتها 700 كيلوغرام، ومعامل الاحتكاك السكوني بين المزلجة والثلج هو 0.75. إذا تم تطبيق قوة مقدارها 5500 نيوتن، فهل يمكن تحريك المزلجة؟

الحل:

أولاً، نحسب القوة العمودية:

القوة العمودية = الكتلة × تسارع الجاذبية الأرضية

القوة العمودية = 700 × 9.8 = 6860 نيوتن

ثم نحسب قوة الاحتكاك السكوني العظمى:

قوة الاحتكاك السكوني العظمى = 0.75 × 6860 = 5145 نيوتن

بما أن القوة المطبقة (5500 نيوتن) أكبر من قوة الاحتكاك السكوني العظمى (5145 نيوتن)، فإن المزلجة ستبدأ بالتحرك.

تطبيقات الاحتكاك السكوني في الحياة اليومية

للاحتكاك السكوني العديد من التطبيقات العملية في حياتنا اليومية، منها:

• المشي: عندما نمشي، فإن الاحتكاك السكوني بين أحذيتنا والأرض يمنعنا من الانزلاق.
• قيادة السيارات: الاحتكاك السكوني بين إطارات السيارة والطريق يمنع السيارة من الانزلاق عند التوقف.
• بناء المنازل: يستخدم الاحتكاك السكوني في تثبيت الأثاث والجدران لمنعها من الحركة.

المراجع

• “Static Friction”, byjus, تم الاسترجاع في 18/1/2022.
• “Static Friction – Definition, Formula, Examples”, toppr, تم الاسترجاع في 18/1/2022.
• “Static Friction Formula”, softschools, تم الاسترجاع في 18/1/2022.