iMadrassa

الإحتكاك

I الاحتكاك
1 تعريف الاحتكاك
تعريف الاحتكاك

فعل تلامسي بين جملتين ميكانيكيتين ، وهو موز ع على سطح التلامس بين الجملتين.

تمثيل الاحتكاك

نمثل الاحتكاك المقاوم الذي ينتج عن الحركة النسبية لجملتين ميكانيكيتين صلبتين متلامستين بقوة ثابتة معاكسة لجهة الحركة.

2 مظاهر الاحتكاك
أ احتكاك مقاوم
a الاحتكاك بين جسمين صلبين
لاحتكاك بين جسمين صلبين
  • عندما تحرك قدميك بشده على الأرض هل تسمع شي هل تحس بشىٌ 

نعم فإننا نسمع صوتاً ونحس بشى يرتد إلى قدمينا 

هذا الصوت وذلك الشى الذي نسمعه ونحسه ينشأ نتيجة احتكاك القدم بالأرض. 
 

  • أيضا عندما نقوم بتحريك صندوق أو كتاب إلى الأمام نلاحظ أن هناك صعوبة في تحريكه بسبب الاحتكاك مع الأرض أيضا.

السؤال كيف يتم ذلك؟

إن رؤيتنا الظاهرية للأجسام المسطحة تجعلنا نعتقد أنها ملساء تماما لكن في الواقع لا يوجد أي سطح أملس تماما ، بل كل السطوح تحتوي على نتوءات ) حبيبات ( تجعل منه سطحا غير أملس .

هذه النتوءات المتناهية في الصغر لا يمكن ملاحظتها بالعين المجردة ، فيظهر لنا السطح وكأنه أملس .

 

نضع جسما ) مثلا متوازي مستطيلات( فوق سطح طاولة . هنا نتكلم عن أحد سطوح متوازي المستطيلات ولا نتكلم عن سطح الطاولة ، لأن ما يحدث لهذا السطح

يحدث كذلك لسطح الطاولة إذن حتى نتمكن من فهم الاحتكاك يجب التفريق بين سطح التلامس الحقيقي وسطح التلامس الظاهري .

 

إن الشكل الحقيقي لسطح متوازي المستطيلات يتغير عندما نضعه على الطاولة  يزداد سطح التلامس بحيث تتشوه النتوءات بفعل ضغط ثقل متوازي المستطيلات ويصبح يلامس الطاولة في مساحة أكبر .

b الاحتكاك الناتج عن الموائع
الاحتكاك الناتج عن الهواء
أنبوب نيوتن

كان يعتقد قديما أن السبب في سقوط الأجسام بتفاوت هو الكتلة فجاء نيوتن ليفند هذا باختراعه للأنبوب المسمى باسمه "أنبوب نيوتن"

مبدأ عمل الأنبوب

هو عبارة عن أنبوب زجاجي طوله حوالي

  مغلق من جهة و متصل مع جهاز سحب الهواء من الجهة الأخرى، يوجد داخل الأنبوب أجسام ذات كتل مختلفة مثلا (ريشة، كرية من حديد، وريقة،....)

بعد تفريغ الأنبوب من الهواء نقلب الأنبوب رأسيا و بسرعة 

كل الأجسام الموجودة داخل لأنبوب تصل الى الجهة السفلى من الأنبوب في الوقت نفسه.

نترك ألان الهواء يدخل إلى الأنبوب ونعيد قلب الأنبوب فنلاحظ هذه المرة أن الكتل المختلفة تصل قعر الأنبوب على فترات متفاوتة.

يؤثر الهواء على الأجسام إثناء سقوطها الحر بـقوة نحو الأعلى معاكسة لجهة الحركة فتبطئ من حركتها.

دراسة قفز مضلي في مرجع أرضي.  يقفز مضلي من طائرة على ارتفاع قريب من سطح الأرض

قبل فتح المضلة، كيف تتوقع حركة المضلي؟

حركته شاقولية نحو الأسفل ، وتكون سرعته متزايدة لأنه يخضع لقوة جدب الأرض له

بعد فتح المضلة كيف تتوقع حركته؟

 تكون سرعته متناقصة وبعدها تصبح ثابثة حتى يهبط بأمان.

ما الذي أنقص من سرعته؟ 

عند فتح المضلة انتفخت بالهواء (

)فازدادت مقاومة الهواء

للجملة الميكانيكية(

)

كيف نسمي هذه القوة ؟ 

قوة اللإحتكاك المقاوم و هي تعاكس حركة المضلي.

الاحتكاك الناتج عن السوائل

لنعتبر المثال البسيط لسقوط كرة فولاذية كتلتها 

 في أنبوب مملوء بالزيت سعته 
الادوات و الوسائل المعلوماتية الخاصة بالتسجيل والمعالجة تمكن من استثمار الصور الملتقطة حيث نحصل على البيان التالي

حساب السرعة المتوسطة

 

السرعة المتوسطة هي المسافة /الزمن

           

نلاحظ أن البيان ينقسم إلى قسمين:

  • من 
     إلى 
     نلاحظ أن السرعة تتزايد إذن حركة الكرية متسارعة
  • من
    إلى
     نلاحظ أن السرعة ثابتة إذن الحركة مستقيمة منتظمة
تمثيل القوى المطبقة على الجسم

قوة الثقل

قوة رأسية موجهة نحو الأسفل

قوة الاحتكاك

عندما يتحرك جسم صلب في مائع فانه يتلقى قوى موزعة على سطحه تتعلق بطبيعة المائع، شكل الجسم و خشونة السطح 

شدة هذه القوة تزداد مع زيادة سرعة الجسم الصلب نرمز لهذه القوة   

                                 

  تخضع الجملة الميكانيكية داخل السائل لقوة احتكاك تعاكس حركتها فهو احتكاك مقاوم.

تتزايد قوة الاحتكاك بازدياد سرعة الجملة في السائل إلى قيمة معينة ندعوها السرعة الحدية.

من خلال دراستنا لسقوط الأجسام في الهواء و في السوائل تطرقنا لمفهوم السرعة الحدية ما هي هذه السرعة؟ 

 

السرعة الحدية 

 

 عندما يسقط جسم (مظلي من الطائرة أو تسقط كرة في السائل)، فإنه يتسارع إلى أسفل تسارعا موجبا، وهذا  معناه زيادة في سرعته

والتي تؤدي إلى زيادة في مقاومة المائع(هواء أو سائل) له، حتى تتساوى قوة مقاومة المائع له مع وزنه ،

 

 فإذا كان مثلا مظلي يزن  

 في سقوط حر فإن مقاومة الهواء تزداد لتصل إلى 
 عندئذ يتوقف عن التسارع ويصل إلى أقصى سرعة ثابتة و

التي تسمى السرعة الحدية وهي تساوي تقريبا 

 إلا أنها تعتمد على عوامل عديدة مثل حالة الطقس وحجم المظلي وشكله ووزنه.

 

بشكل أدق السقوط الحر لا يتحقق الا في الفراغ يعني وسط لا يوجد فيه هواء و لا سائل.             

الاحتكاك المحرك
  • الوسائل المستعملة: سيارة صغيرة ذات محرك - ثلاثة أنابيب - قطعة ورق مقوى

 

  • وصف التجربة:
  1.   ضع القطعة الورقية على الطاولة ثم نضع فوقها السيارة
  2.    نضع الأنابيب البلاستيكية على الطاولة ونضع فوقها الورق المقوى ثم السيارة.

 

  1. نلاحظ أن السيارة تنطلق بشكل عادي.
  2. نلاحظ أن عجلات السيارة تدور في مكانها دون أن تتمكن من الانطلاق.

لا يمكن للسيارة أن تنطلق على الطريق في غياب الاحتكاك بين عجلاتها والطريق.

الاحتكاك المحرك يساعد على حركة الجملة الميكانيكية.

3 نمذجة الاحتكاك بقوة
نمذجة الاحتكاك بقوة

الاحتكاك قوة تلامسية تنشأ عند سطح التلامس بين جملتين ميكانيكيتين يمكن تمثيلهما بشعاع.

  • حامله : يوازي محور الحركة.                                            
  • جهته : تعاكس جهة الحركة إذا كان الاحتكاك مقاوما. هي جهة الحركة إذا كان الاحتكاك محركا.
  • طويلته : تتعلق بقيمة القوة التي ترتبط بعدة عوامل ( سرعة الجملة الميكانيكية، سطح التلامس، طبيعة المواد التي صنعت منها هذه الجمل الميكانيكية).
  • الاحتكاك فعل ميكانيكي ناتج عن التلامس بين جملتين ميكانيكيتين إحداهما على الأقل في حالة حركة.
  • يمكن للاحتكاك أن يكون بين جسمين صلبين أو بين جسم صلب ومائع (غاز أو سائل(
  • ينتج الاحتكاك الصلب عن التلامس بين الأجسام الصلبة وتتعلق شدته بشدة الأفعال المتبادلة بين الجسمين وطبيعة ومساحة سطح التلامس.
  •  أما الاحتكاك المائع فينتج عند تحرك جسم صلب في مائع( جسم سائل أو غاز) وتتعلق شدته بسرعة الجملة الميكانيكية وشكلها.
  • للاحتكاك مظهران:
  1. احتكاك مقاوم يعيق حركة الجملة الميكانيكية وينمذج بشعاع جهته معاكسة لجهة الحركة.
  2. احتكاك محرك يساعد على حركة الجملة الميكانيكية وينمذج بشعاع في نفس اتجاه الحركة ومثال ذلك الاحتكاك الملتصق بالأرض الذي يساعد على إقلاع السيارات وغيرها.

من التجارب العملية لوحظ أن قوة الاحتكاك للأجسام الساكنة أكبر من قوة الاحتكاك للأجسام المتحركة.  وهذا شيء نلاحظه في حياتنا العملية حيث

يحتاج الشخص إلى قوة كبيرة في بداية الأمر لتحريك صندوق خشبي على الأرض ولكن بعد أن يتحرك الجسم

نلاحظ أن القوة اللازمة أصبحت أقل من ذي قبل وهذا لأن الجسم أصبح متحركاً وبالتالي فإن قوة الاحتكاك تصبح أقل.

  • إختبارات
  • 31
  • الأجوبة الصحيحة
  • False
  • الأجوبة الخاطئة
  • False
  • مجموع النقاط
  • False

المراتب الخمس الأولى في Quiz

  • Amira Mimi
  • 334 نقطة
  • محمد شفيق زرخاف
  • 240 نقطة
  • عبد الله نفير
  • 217 نقطة
  • oussama mabrouki
  • 217 نقطة
  • Santfreche Lilya
  • 200 نقطة
  • isra isra
  • 200 نقطة
  • AC Mahdi
  • 200 نقطة
  • عبد الرحمان طنفور
  • 200 نقطة
  • wail atrih
  • 200 نقطة
  • Marya Ben brahim
  • 200 نقطة

قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.



قم بالدخول للإطلاع على المزيد من المحتوى

لتتمكن من الوصول إلى جميع الدروس والتمارين والمسابقات والفيديوهات وتصفح الموقع براحة قم بالدخول أو بتسجيل حساب مجانا.