الإحتكاك

مؤشرات الكفاءة: - يميز بين الاحتكاك المقاوم والاحتكاك المحرك.
- يفسر ظاهرة الالتصاق بين الأرض والمتحرك بواسطة الاحتكاك.
- يمثل قوى الاحتكاك بشعاع.
الدروس التي ينبغي مراجعتها:
- فعل الأرض على جملة ميكانيكية(الدرس الثاني في هذا الإرسال)
- المقاربة الأولية للقوة كشعاع (الدرس الثاني في هذا الإرسال)
- القوة والحالة الحركية لجملة ميكانيكية(الدرس الرابع في هذا الإرسال)
الوسائل التي يمكن الاستعانة بها:
جسم صلب، سطح أملس، سطح خشن، خيط، سيارة صغيرة(لعبة) ، ..
المراجع أي مرجع يتعرض لهذا الموضوع
تصميم الدرس
1 – الاحتكاك المقاوم:( الاحتكاك الناتج عن جسم صلب)
-2 الاحتكاك المحرك:( الاحتكاك الملتصق بالأرض).
* *الخلاصة
*أسئلة التصحيح الذاتي
*أجوبة التصحيح الذاتي
الإحتكاك
- الاحتكاك المقاوم:
: نشاط- 1
نحضر جسما صلبا ونضعه على سطح مستو أفقي وخشن.
ماذا يحدث عننذدما ندفع هذا الجسم بقوة حاملها مواز للمستوي الأفقي ثم نتركه لحاله؟ (أنظر الشكل-
.(1
تمثيل الاحتكاك المقاوم:
نمثل الاحتكاك المقاوم الذي ينتج عن الحركة النسبية لجملتين ميكانيكيتين صلبتين متلامستين بقوة ثابتة
.( معاكسة لجهة الحركة.(الشكل- 2
نشاط- 2
جلس سمير على مقعد في حافلة بجانب نافذة من نوافذها، أخرج منها راحة يده.أثناء توقف الحافلة لم
يشعر بأية حركة للهواء، لكن عندما انطلقت الحافلة بدأ يشعر بأن الهواء يدفع راحة يده في جهة
معاكسة لجهة حركة الحافلة.
هل تتغير قيمة هذا الدفع عندما تزيد الحافلة من سرعتها؟
تبين التجربة أن دفع الهواء لراحة يد سمير تزداد بازدياد سرعة الحافلة وتنقص بنقصان سرعتها.
جهة الحرآة
جسم صلب يدفع بقوة
موازية للمستوي
الأفقي الخشن
الشكل- 1
جهة الحرآة
F′
ρ
تمثل قوة الاحتكاك المقاوم
الشكل- 2
نسمي هذه القوة (قوة دفع الهواء لليد) المعيقة لحركة راحة يد سمير والتي تتغير بتغير السرعة " قوة
احتكاك الهواء".
نصطلح على تسمية الاحتكاك الناتج عن الموائع( هي الأجسام الغازية والسائلة) الاحتكاك المائع.
الاحتكاك المحرك(الاحتكاك الملتصق بالأرض):
:" نشاط- 3
سيارة ذات عجلتين أماميتين محركتين(مرتبطتين بالمحرك). نضع هذه السيارة على مستو أفقي ثم
نشغل محركها. ما يحدث لهذه السيارة عندما يكون هذا المستوي الأفقي عبارة عن :
- طبقة رملية ناعمة؟
- طبقة أرضية خشنة؟
* عندما نضع السيارة على طبقة رملية ناعمة نلاحظ أن العجلتين المحركتين لها تدوران لكن دون أن
يحدث أي انتقال للسيارة ، مع مشاهدة قذف العجلتين المحركتين للرمل الناعم نحو الخلف.
من العجلتين المحركتين الملتصقتين A تؤثر كل عجلة B * عندما تكون السيارة على طبقة رملية خشنة
FA/ B بالطبقة الأرضية الخشنة بقوة
ρ
على الأرض، وجهتها عكس جهة الحركة. وفي نفس الوقت
تؤثر أرضية الطريق الخشنة على كل عجلة محركة بقوة تجعل السيارة تتحرك، وجهتها وفق جهة
حركة السيارة.
FA/ B تسمى هذه القوة
ρ
. الاحتكاك المحرك. ونمثلها كما في الشكل- 3
هل للاحتكاك فوائد؟
من بين فوائد الاحتكاك ما يلي:
- يمنع الانزلاق أثناء السير والجري.
- يمكننا من مسك مختلف الأجسام باليد.
- يمكننا من تسخين راحتي اليدين في البرودة.
- يمكننا من صقل السطوح الخشنة.
FA/ B
ρ
قوة الاحتكاك المحرك
الشكل- 3
اتجاه الحرآة
هل للاحتكاك أضرار؟
من بين أضرار الاحتكاك ما يلي:
- يسبب تآكل سطوح الأجسام المحتكة بسرعة.
- يولد حرارة في عناصر الآلات الميكانيكية المحتكة أثناء الحركة.
الخلاصة:
- للاحتكاك مظهران:
* الاحتكاك المقاوم في الأجسام الصلبة (الاحتكاك الصلب) نمثله بقوة ثابتة.
* الاحتكاك المقاوم في الموائع (الأجسام السائلة والغازية) ونمثله بقوة قيمتها تتغير بتغير قيمة السرعة.
* جهة القوة الممثلة للاحتكاك المقاوم معاكسة لجهة الحركة.
- الاحتكاك المحرك(الاحتكاك المساعد على الحركة):
تكون جهة القوة الممثلة للاحتكاك المحرك وفق جهة الحركة.
أسئلة التصحيح الذاتي
التمرين الأول:
ضع (نعم) أمام العبارة الصحيحة و(لا) أمام العبارة الخاطئة.
- ينتج الاحتكاك عن الحركة النسبية بين جسمين متباعدين عن بعضهما ( ).
- ينتج الاحتكاك بين جسمين صلبين متحركين ومتلامسين ( ).
- ينتج الاحتكاك المقاوم بين جسمين صلبين متحركين ومتلامسين ( ).
- حركة الجسم الصلب على خشن الملمس أسهل من حركة نفس الجسم على سطح ناعم الملمس. ( )
- جهة الاحتكاك المقاوم موافقة لجهة الحركة.
جهة الاحتكاك المحرك معاكسة لجهة الحركة.
التمرين الثاني:
وضع جسم صلب مربوط بخيط على مستو مائل (أنظر الشكل).
.AB عند قطع الخيط يتحرك الجسم الصلب حركة منتظمة على طول المستوي المائل
مثل قوة الاحتكاك التي يخضع لها الجسم الصلب أثناء هذه الحركة، ثم اذكر نوع هذا الاحتكاك.
التمرين الثالث:
دراج يدور دواسة دراجته وهو راكب
عليها، فتتحرك على طريق معبد
ومستقيم.
مثل في هذه الحالة الاحتكاك المحرك
والاحتكاك المقاوم على جزء العجلتين الملامستين للطريق.
A
B
خيط
أجوبة التصحيح الذاتي
أجوبة التمرين الأول:
- ينتج الاحتكاك عن الحركة النسبية بين جسمين متباعدين عن بعضهما (لا).
- ينتج الاحتكاك بين جسمين صلبين متحركين ومتلامسين (نعم).
- ينتج الاحتكاك المقاوم بين جسمين صلبين متحركين ومتلامسين (نعم).
- حركة الجسم الصلب على خشن الملمس أسهل من حركة نفس الجسم على سطح ناعم الملمس. (لا)
- جهة الاحتكاك المقاوم موافقة لجهة الحركة. (لا)
جهة الاحتكاك المحرك معاكسة لجهة الحركة. (لا)
أجوبة التمرين الثاني:
تمثيل ونوع قوة الاحتكاك المؤثرة في الجسم الصلب أثناء حركته.
إلى A بحركة منتظمة متجها من AB عند قطع الخيط يتحرك الجسم الصلب على طول المستوي المائل
.B
ويخضع أثناء هذه الحركة لقوة احتكاك
F
ρ
جهتها معاكسة لجهة حركته ويؤثر
بها سطح المستوي المائل على الجسم
الصلب ونوع هذا الاحتكاك هو احتكاك مقاوم.
أجوبة التمرين الثالث:
عند تدوير الدواسة تدور العجلة
الخلفية للدراجة، وينتج عن ذلك
F احتكاك محرك نمثله بقوة 1
ρ
جهتها وفق جهة حركة الدراجة(انظرا لشكل)
F أما العجلة الأمامية فتخضع لاحتكاك مقاوم نمثله بقوة 2
ρ
جهتها عكس جهة حركة الدراجة.(أنظر
الشكل).
F
ρ
B
جهة الحرآة
A
2 F
ρ
1 F
ρ

كتب بواسطة kamel

محمد السيد وألقب ب (ميدو) مصري الوطن والجنسية، أبلغ من العمري 20 عاماً، بدأت في مجال التدوين في عام 2011، تدرجت في هذا المجال حتي يومنا هذا وقد بلغت من العلم قليله.