الفيزياء

أمثلة مختلفة توّضح عملية الاحتكاك

1997 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

عملية الاحتكاك الفيزياء

عندما تحاول جَرَّ صندوق خشبي على أرض خَشِنَة فإنك تشعر صعوبة ذلك، وبأن هناك مقاومةً كبيرة للحركة، أما إذا كانت الأرضُ مصقولة فإن الحركة تكون أسهلَ والمقاومة أقل.

إن هذه المقاومة للحركة تُسَمَّى "الاحتكاكَ"، وهو يتوقفُ على وزن الجسم الذي يتحرك، كما يتوقف على مادَّةِ كل من السطحيْن المتلامسيْن ونعومِته، لكنها لا تتوقف على مساحتيْهما.

 

ويمكن تقليلُ الاحتكاك بشكلٍ كبير إذا وَضَعْنا طبقةً من الزيت أو الماء أو الشَّحم المعدِنيِّ بين السطحيْن.

ويعود السببُ في ذلك إلى أنَّ سطح الجسم الصلب لا يكون مستويا تماما، مهما حاولنا صَقْلَه وتنعيمَه، وهو يظهر بشكل خَشِن وبه نتوءات وتجاويف عندما ننظر إليه من خلال مِجْهَر (ميكروسكوب قوي)

ولهذا عندما نحاول تحريكَ جسم بِجَرِّه فوق سطح آخر تتداخل النتوءات في أحد السطحين مع الفجوات في السطح الآخر، وهذا يُحْدِثُ المقاومةَ الكبيرةَ للحركة، لكننا عندما نضع شيئاً من الزيت بين السطحيْن، فإن الزيتَ يملأ  الفجواتِ الموجودةَ، وبـذلك يصبحُ السطحان مستويَيْن وتقُّل المقاومةُ للحركة.

 

ولهذا السبب نحن نحرص على تزويد محرك السيارة بمقدارٍ مناسبٍ من زيت مَعْدِني خاص، ووضع قليلٍ من الشحم أو نقط من الزيت في محاور العجلات.

وهناك طريقةٌ أخرى لتقليل الاحتكاك وذلك بجَعْل أحد الجسميْن "يَتَدَحْرَجُ" على الآخر، أي يتحرك على عجلات أو أسطوانات.

ويمكن تخفيفُ الاحتكاك أكثرَ باستعمال "كراتِ المحاور"، وهي كراتٌ معدِنية صلبة تُوضع حولَ محاوِر العجلاتِ لِتُيَسِّرَ دورانَ العجلة على مِحْورها.

 

والمشاكلُ التي يثيرُها الاحتكاكُ كثيرةٌ، لأنه يوجدُ في الآلات كثيرٌ من القطع المتحرّكة، وعند تحرُّكها يحدُث بينَها وبين الأجزاء الساكنة احتكاك يؤدي إلى تآكل الأجزاء التي يحتكُّ بعضها ببعض، كذلك يؤدي الاحتكاك إلى ارتفاع درجة حرارة السطوح المتلامسة. وهذا قد يُحْدِثُ بأجزاء الآلة آثاراً ضارّة.

ومن الأمثلةِ المهمَّةِ على المشاكل التي تثيرها الحرارةُ الناتجة عن الاحتكاك ما يحدثُ عند استخدام كوابح السيّارة (الفرامل) فجأةً وبقوة لتفادي حادث مروري.

 

إذ تؤثر الحرارةُ الناتجةُ عن الاحتكاك الشديد على أسفلت الطريق وتجعله لَيِّناً مما يؤدِّي الى انزلاق السيارة شمالاً ويمينا قبل أن تقفَ، وهذا ما يعرّضُها للاصطدام بالسيارات الأخرى.

وكذلك عندما تدخلُ المركبةُ الفضائيَّةُ الغلافَ الجوّيَّ أثناء عودتِها إلى سطح الأرضِ فإن درجةَ حرارة سطحها ترتفع ارتفاعا كبيرا بسبب احتكاكها بالهواء، ولهذا تَمَّ اختراعُ مواد جديدة مقاومةٍ جدا للحرارة لحماية هذه المركبات، واسْتُفيد من هذه المواد فيما بعد في الصناعة.

 

وشبيه بهذا ما يحدث للشُهُب والنيازك عندما تدخل جوَّ الأرض، حيث ترتفع درجةُ حرارتها إرتفاعاً كبيرا بسبب الاحتكاك مع الهواء فتشتعلُ وتظهر بشكلها المعروفِ ليلا.

ومن المشاكلِ التي قد تحدث عن الاحتكاك أيضا صدورُ صوتٍ مزعج كما يحدث أحيانا في مَفاصلِ الأبوابِ القديمة، وعند وَضْع نُقَطٍ من زيت معِدني فيها يختفي الصوتُ وتصبح الحركة أيسرَ.

وأخيرا، يجب ألا ننسـى أن الاحتكاكَ لا يكون دائما ضارَّا، بل إنه في بعض الأحيان نافع ٌوضروريّ، فلولا الاحتكاكُ ما تمكنَّا من السير بأمان في الشوارع، أو تثبيت المسامير في الألواح الخشبية، أو إيقافِ السيَّارات والدراجاتِ باستخدام الكوابحِ

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق
إغلاق