الاحتكاك والحركة

الهدف: التعرف على مفهوم الاحتكاك وقوانينه وتطبيقاته على المستويات المائلة.

التعليمات: اقرأ البطاقات التالية لتأسيس فهمك قبل البدء بالأنشطة.

Step 1 of 3

مفهوم الاحتكاك وأنواعه

الاحتكاك هو قوة تمانع الحركة وتؤثر دائما في اتجاه يعاكس اتجاه حركة الجسم. ينقسم الاحتكاك إلى نوعين: الاحتكاك السكوني الذي يؤثر في الأجسام الساكنة ليمنع حركتها، والاحتكاك الحركي الذي يؤثر في الأجسام أثناء انزلاقها فوق سطوح أخرى. تعتمد قوة الاحتكاك بشكل أساسي على طبيعة المواد المكونة للسطوح والقوة العمودية بينها.
دفع أريكة على الأرض بصعوبة بسبب الاحتكاك السكوني، واستمرار احتكاكها (الاحتكاك الحركي) عند بدء حركتها.
Step 2 of 3

معادلات الاحتكاك

تحسب قوة الاحتكاك الحركي من المعادلة Fk=μkFNF_k = \mu_k F_N، حيث μk\mu_k هو معامل الاحتكاك الحركي. أما قوة الاحتكاك السكوني فهي متغيرة وتستجيب للقوة المؤثرة حتى تصل لقيمتها القصوى التي تحسب من المعادلة Fs≤μsFNF_s \le \mu_s F_N. ودائما يكون معامل الاحتكاك السكوني أكبر من الحركي μs>μk\mu_s > \mu_k.
عند انزلاق صندوق، إذا كانت القوة العمودية FNF_N تساوي 245245 نيوتن ومعامل الاحتكاك 0.200.20، فإن قوة الاحتكاك تساوي 4949 نيوتن.
Step 3 of 3

الحركة على مستوى مائل

عند حركة جسم على مستوى مائل، نقوم باختيار نظام إحداثي يكون فيه المحور السيني موازيا للسطح والمحور الصادي عموديا عليه. قوة الوزن تشير لمركز الأرض، لذا نقوم بتحليلها لمركبتين: مركبة موازية للسطح تسبب التسارع FgxF_{gx}، ومركبة عمودية على السطح تعادل القوة العمودية FgyF_{gy}.
متزلج ينزلق على منحدر ثلجي، وزنه يتحلل لمركبة تدفعه لأسفل المنحدر ومركبة تضغط على الثلج.