▷ معامل الاحتكاك الديناميكي (أو الاحتكاك)

تشرح هذه المقالة ما هو معامل الاحتكاك الديناميكي (أو معامل الاحتكاك الديناميكي) في الفيزياء وكيفية حسابه. بالإضافة إلى ذلك، ستجد مثالًا ملموسًا لحساب معامل الاحتكاك الديناميكي لفهم المفهوم بشكل أفضل.

ما هو معامل الاحتكاك الديناميكي؟

معامل الاحتكاك الديناميكي ، أو معامل الاحتكاك الديناميكي ، هو معامل يشير إلى الاحتكاك بين سطحي جسمين عندما ينزلق أحدهما فوق الآخر.

معامل الاحتكاك الديناميكي هو معامل لا أبعاد له، أي أنه ليس له وحدة.

بالإضافة إلى ذلك، يتم تمثيل معامل الاحتكاك الديناميكي بشكل عام بالرمز _μd .

كيفية حساب معامل الاحتكاك الديناميكي

معامل الاحتكاك الديناميكي يساوي النسبة بين قوة الاحتكاك الديناميكي (أو قوة الاحتكاك) والقوة العمودية. ولذلك، يتم حساب معامل الاحتكاك الديناميكي عن طريق قسمة قوة الاحتكاك الديناميكي على القوة العمودية.

باختصار، صيغة معامل الاحتكاك الديناميكي هي:

$\mu_d=\cfrac{F_R}{N}$

ذهب:

$\mu_d$

هو معامل الاحتكاك الديناميكي، وهو لا وحدة له.
$F_R$

هي قوة الاحتكاك أو الاحتكاك الديناميكي، ويعبر عنها بالنيوتن.
$N$

هي القوة العمودية، ويعبر عنها بالنيوتن.

حل تمرين على معامل الاحتكاك الديناميكي

الآن بعد أن عرفنا تعريف معامل الاحتكاك الديناميكي وما هي صيغته، فيما يلي تمرين محلول حول هذا الموضوع.

نضع جسمًا كتلته m=6 كجم على قمة مستوى يميل بزاوية 45 درجة. إذا انزلق الجسم على المستوى المائل بعجلة مقدارها 4 م/ث ² ، فما معامل الاحتكاك الديناميكي بين سطح المستوى المائل وسطح الجسم؟ البيانات: ز=10 م/ث ² .

مشكلة معامل الاحتكاك أو الاحتكاك الديناميكي

أول شيء يتعين علينا القيام به لحل أي مشكلة فيزيائية تتعلق بالديناميكيات هو رسم مخطط الجسم الحر. إذن جميع القوى المؤثرة في النظام هي:

حل تمرين معامل الاحتكاك أو الاحتكاك الديناميكي

في اتجاه المحور 1 (موازي للمستوى المائل) يكون للجسم تسارع، ولكن في اتجاه المحور 2 (عمودي على المستوى المائل) يكون الجسم في حالة سكون. ومن هذه المعلومات نقترح معادلات قوى النظام:

$P_1-F_R=m\cdot a$

$P_2-N=0$

لذا يمكننا حساب القوة العمودية من المعادلة الثانية:

$\begin{array}{l}N=P_2\\[3ex]N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha) \\[3ex] N=6 \cdot 10 \cdot \ text{cos}(45º)\\[3ex]N=42,43 \ N\end{array}$

ومن ناحية أخرى نحسب قيمة قوة الاحتكاك (أو قوة الاحتكاك) من المعادلة الأولى المقدمة:

$\begin{array}{l}P_1-F_R=m\cdot a\\[3ex]F_R=P_1-m\cdot a\\[3ex]F_R=m\cdot g\cdot \text{sin} (\alpha)-m\cdot a\\[3ex]F_R=6\cdot 10\cdot \text{sin}(45º)-6\cdot 4\\[3ex]F_R=18.43 \ N\end{ array}$

وبمجرد أن نعرف قيمة القوة العمودية وقوة الاحتكاك، يمكننا تحديد معامل الاحتكاك الديناميكي باستخدام الصيغة المقابلة له:

$\mu_d=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{18.43}{43.43}=\bm{0.42}$

معامل الاحتكاك الديناميكي والثابت

معامل الاحتكاك الساكن هو معامل الاحتكاك الذي يربط بين القوة العمودية وقوة الاحتكاك عندما يكون من المقرر أن تبدأ الحركة (لكن الجسم لا يزال في حالة راحة).

وبالتالي، يتم استخدام معامل الاحتكاك الساكن لحساب قوة الاحتكاك الساكن، أي قوة الاحتكاك التي يجب التغلب عليها لبدء الحركة.

عادة يكون معامل الاحتكاك الديناميكي أقل من معامل الاحتكاك الساكن. وبالتالي فإن قوة الاحتكاك الديناميكي أقل أيضًا من قوة الاحتكاك الساكن.

$\mu_d<\mu_e$

قيم معامل الاحتكاك الديناميكي

وفي الجدول التالي يمكنك رؤية بعض القيم المشتركة لمعامل الاحتكاك الديناميكي ومعامل الاحتكاك الساكن:

أسطح الاتصال	معامل الاحتكاك الساكن ( _μe )	معامل الاحتكاك الديناميكي ( _μd )
النحاس على الصلب	0.53	0.36
الصلب على الصلب	0.74	0.57
الألومنيوم على الصلب	0.61	0.47
مطاط على الاسمنت	1	0.8
خشب على خشب	0.25-0.5	0.2
خشب على جلد	0.5	0.4
تفلون أو تفلون	0.04	0.04

ضع في اعتبارك أن هذه القيم قد تختلف لأنها تعتمد على عوامل عديدة مثل خشونة السطح ودرجة الحرارة وغيرها.

ما هو معامل الاحتكاك الديناميكي؟

كيفية حساب معامل الاحتكاك الديناميكي

حل تمرين على معامل الاحتكاك الديناميكي

معامل الاحتكاك الديناميكي والثابت

قيم معامل الاحتكاك الديناميكي

اترك تعليقا إلغاء الرد