بحث عن الاحتكاك وأنواعه – تعريف الاحتكاك

الاحتكاك هو قوة موجودة حولنا طوال الوقت تعارض الحركة النسبية بين الأجسام التي تكون في حالة اتصال، ولكنها تتيح لنا أيضًا التحرك، وهو ما تم اكتشافه من خلال محاولة المشي على الجليد، وعلى الرغم من كونها قوة مشتركة؛ فإن سلوك الاحتكاك معقد للغاية في الواقع، ولا يزال غير مفهوم تمامًا.
علينا أن نعتمد بشدة على الملاحظات لأي مفاهيم يمكن أن نكتسبها، ومع ذلك لا يزال بإمكاننا التعامل مع خصائصه العامة الأولية، وفهم الظروف التي يتصرف فيها.
واحدة من أبسط خصائص الاحتكاك هي أنها موازية لسطح الاتصال بين الأجسام، ودائما تكون في اتجاه يعارض الحركة، أو في محاولة حركة الأجسام بين بعضها البعض.
الاحتكاك والطاقة
إذا كان هناك جسمان على اتصال، ويتحركان بين بعضهما البعض؛ فإن الاحتكاك بينهما يسمى الاحتكاك الحركي.
على سبيل المثال: يؤدي الاحتكاك إلى إبطاء الانزلاق على الجليد، لكن عندما تكون الأجسام ثابتة؛ يمكن أن يعمل الاحتكاك الساكن بينها، وعادة ما يكون الاحتكاك الساكن أكبر من الاحتكاك الحركي بين الكائنات.
عندما ينزلق جسم على الآخر؛ فإنه يبدأ في التباطؤ بسبب الاحتكاك، وهذا يعني أنه يفقد الطاقة، ومع ذلك فإن الطاقة لا تختفي، ولكنه يتغير من الطاقة المتحركة (وتسمى أيضًا الطاقة الحركية) إلى الطاقة الحرارية، وهذا هو السبب في أننا نفرك أيدينا معا عندما نشعر بالبرد؛ فعن طريق فركهم معًا نولد الاحتكاك، وبالتالي ننتج حرارة.
منع الاحتكاك
في بعض الحالات نريد منع الاحتكاك بحيث يكون التحرك أسهل، ومثال جيد على ذلك يتمثل في الكرة، أو العجلة؛ حيث أنها تلف للمساعدة في تقليل الاحتكاك.
هناك طريقة أخرى لتقليل الاحتكاك وهي باستخدام مادة تشحيم، مثل: الشحوم، أو الزيت، وتستخدم الآلات، والمحركات الشحوم، والزيوت؛ لتقليل الاحتكاك، والتآكل حتى يمكن أن تستمر لفترة أطول.
من الطرق الأخرى أيضًا لتقليل الاحتكاك هي تغيير أنواع المواد الملامسة لبعضها البعض، فعلى سبيل المثال: قد ينتج عن ملامسة الجليد للصلب احتكاك أقل من احتكاك المطاط على الخرسانة.
هذا هو السبب في التزلج على الجليد بسهولة، ولكن لا تنزلق عند ارتداء أحذية مطاطية على الرصيف، كما أن هذه المواد المختلفة لها “معاملات احتكاك” مختلفة.
استخدام الاحتكاك
الاحتكاك أيضًا يساعدنا بشكل كبير؛ فإذا لم يكن للاحتكاك وجود؛ لما كنا نستطيع الحفاظ على ثباتنا، و يُستخدم  أيضًا الاحتكاك في فرامل السيارة، وعندما نسير، أو نتسلق الجبال، ونشعل النار، وعند التزلج هبوطًا على الرمال، وأكثر من ذلك.
تجربة عن الاحتكاك
الأنواع المختلفة من الأسطح تخلق كميات مختلفة من الاحتكاك، وبعض المواد أكثر سلاسة من غيرها، فعلى سبيل المثال قم بأخذ ثلاثة أشياء مسطحة مع أنواع مختلفة من الأسطح، ثم قم بوضعها على أحد طرفي الجسم المسطح، ثم ارفعها بشكل بطيء؛ فستكون النتيجة أن العنصر الأقل احتكاكًا سيبدأ في الشريحة أولاً.
هناك عاملان رئيسان يؤثران على مقدار الاحتكاك الإجمالي:
خشونة الأسطح، أو “معامل الاحتكاك”.
القوة بين الجسمين.
في هذا المثال سنقوم بتغيير وزن الجسم المنزلق على الجسم المسطح، والقوة بين الجسمين، ثم قم بالتجربة عدة مرات مع أوزان مختلفة، وأسطح مختلفة، واكتشف كيف يتحكم هذان العاملان في الاحتكاك.
أنواع الاحتكاك
الاحتكاك الجاف: هذا ما كنا نتحدث عنه في الغالب؛ حيث يحدث الاحتكاك الجاف عندما يمس جسمان صلبان بعضهما البعض.
إذا لم يتحرك الجسمان؛ فإنه يُطلق عليه الاحتكاك الساكن.
إذا كانت الأجسام تتحرك؛ تسمى الاحتكاك الحركي، أو الانزلاق.
احتكاك السوائل: يتضمن احتكاك السوائل فيما بينها، أو احتكاك الهواء فيما بينه.
مقاومة الهواء على متن طائرة، أو مقاومة الماء على متن قارب هي احتكاك السوائل.
الاحتكاك المتداول: يحدث الاحتكاك المتداول عندما يتدحرج سطح مستدير فوق سطح آخر، مثل كرة أو عجلة.