فهم الاحتكاك الدوراني

جدول المحتويات

1. ما هو الاحتكاك الدوراني؟
2. دور الاحتكاك الدوراني في حركة الأجسام
3. العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك الدوراني
4. الفرق بين الاحتكاك الدوراني والانزلاقي
5. المراجع

ما هو الاحتكاك الدوراني؟

يُعرّف الاحتكاك الدوراني بأنه القوة التي تُقاوم حركة جسم يدور على سطح آخر. وهو أقل من أنواع الاحتكاك الأخرى، مثل الاحتكاك السكوني والانزلاقي. لهذا السبب، نجد استخدامًا واسعًا للعجلات والأجسام الدوارة في وسائل النقل المختلفة، كالسّيارات والحافلات والدراجات، لتقليل هدر الطاقة. [1]

دور الاحتكاك الدوراني في حركة الأجسام

عندما تؤثر قوة على جسم قابل للدوران متلامس مع سطح ما، تنشأ قوة احتكاك تعاكس اتجاه حركة الجسم. ينتج هذا عن تشوه في منطقة التلامس. للتغلب على قوة الاحتكاك، يبدأ الجسم في الدوران والحركة الانتقالية باتجاه القوة. في حالة غياب الاحتكاك الدوراني، كما هو الحال على سطح أملس تمامًا، سينزلق الجسم بدلاً من الدوران.

العوامل المؤثرة على قوة الاحتكاك الدوراني

تُؤثر عدة عوامل على مقدار قوة الاحتكاك الدوراني، ومنها:

• خشونة السطح: تزداد قوة الاحتكاك بزيادة خشونة سطح الجسم الدوار والسطح الذي يتلامس معه.
• السرعة والقوة المؤثرة: مع زيادة السرعة والقوة الأفقية المؤثرة، يقل مقدار قوة الاحتكاك الدوراني.
• قوة التلاصق: تزيد قوة التلاصق بين السطحين من مقدار قوة الاحتكاك الدوراني.
• الضغط: بالنسبة للأسطح الملساء، يقل التشوه عند نقطة التلامس بزيادة الضغط داخل الجسم الدوار، مما يقلل من الاحتكاك. أما على الأسطح الخشنة، فكلما قل الضغط، قل الاحتكاك.
• نوع مادة السطحين: يختلف الاحتكاك الدوراني باختلاف نوعي مادة الجسم الدوار والسطح الذي يتلامس معه.
• عرض الجسم: يتناسب عرض الجسم الدوار عكسيا مع الاحتكاك؛ فكلما زاد العرض، قل الاحتكاك.
• قطر الجسم: يتناسب قطر الجسم الدوار عكسيا مع الاحتكاك؛ فزيادة القطر تقلل من التشوه عند نقطة التلامس، وبالتالي تقلل الاحتكاك.

الفرق بين الاحتكاك الدوراني والانزلاقي

يوجد العديد من الفروقات بين الاحتكاك الدوراني والانزلاقي:

الاحتكاك الدوراني	الاحتكاك الانزلاقي
يحدث عند تدحرج جسم ذو سطح منحني (كروي أو دائري) على سطح آخر.	يحدث عند انزلاق سطحين متلامسين أحدهما على الآخر.
ينتج عن تشوه الأسطح عند نقطة التلامس بسبب الضغط.	ينتج عن التلاصق بين السطحين.
يعتمد معامله على صلابة السطح وعمق انضغاط الجسم ونصف قطر الجسم.	يعتمد معامله على طبيعة نسيج السطح وخشونته.
معامله أقل بكثير من معامل الاحتكاك الانزلاقي.	معامله أكبر بكثير من معامل الاحتكاك الدوراني.

المراجع

1. [1] “Rolling friction”,BYJUS, Retrieved 11/1/2022.
2. [2] “Types of Friction”,flexbooks, Retrieved 3/4/2022.