▷ معامل الاحتكاك الساكن (أو الاحتكاك)

تشرح هذه المقالة ما هو معامل الاحتكاك الساكن (أو معامل الاحتكاك الساكن) في الفيزياء وكيفية حسابه. لذلك ستجد مثالا ملموسا لحساب معامل الاحتكاك الساكن، بالإضافة إلى ما هي الاختلافات مع معامل الاحتكاك الديناميكي.

ما هو معامل الاحتكاك الساكن؟

معامل الاحتكاك الساكن ، ويسمى أيضًا معامل الاحتكاك الساكن ، هو معامل يربط قوة الاحتكاك الساكن بالقوة العمودية.

ببساطة، معامل الاحتكاك الساكن هو معامل يشير إلى الاحتكاك بين سطحي جسمين عندما ينوي أحدهما البدء في الانزلاق فوق الآخر (لكنه لا يزال في حالة سكون).

معامل الاحتكاك السكوني ليس له أبعاد، لذا ليس له وحدة.

وبالمثل، يتم تمثيل معامل الاحتكاك السكوني عمومًا بالرمز _μe .

كيفية حساب معامل الاحتكاك الساكن

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

باختصار، صيغة معامل الاحتكاك الساكن هي:

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

ذهب:

$\mu_e$

هو معامل الاحتكاك السكوني، وليس له وحدة.
$F_R$

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

هي القوة العمودية، ويعبر عنها بالنيوتن.

ومن ناحية أخرى، عندما يكون الجسم المراد تحريكه على مستوى مائل ، فإن قوة الاحتكاك والقوة العمودية تتكافئان مع التعبيرات التالية:

$F_R=m\cdot g\cdot \text{sin}(\alpha)$

$N=m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha)$

لذا، إذا عوضنا بهذه التعبيرات في الصيغة، فيمكننا الحصول على معادلة تربط بين معامل الاحتكاك السكوني وميل المستوى:

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

$\mu_e=\cfrac{m\cdot g\cdot \text{sin}(\alpha)}{m\cdot g\cdot \text{cos}(\alpha)}$

$\mu_e=\cfrac{\text{sin}(\alpha)}{\text{cos}(\alpha)}$

$\mu_e=\text{tg}(\alpha)$

باختصار، صيغة معامل الاحتكاك السكوني على مستوى مائل هي كما يلي:

$\mu_e=\text{tg}(\alpha)$

حل تمرين حول معامل الاحتكاك السكوني

بمجرد أن نرى تعريف وصيغة معامل الاحتكاك الساكن (أو معامل الاحتكاك الساكن)، سنرى تمرينًا محلولًا لفهم المفهوم بشكل أفضل.

الهدف هو تحريك كتلة كتلتها m=12 كجم على سطح مستو، وللقيام بذلك، تؤثر قوة أفقية F=35 N ولكنها لا تستطيع التحرك. ما معامل الاحتكاك السكوني بين الأرض والجسم؟ البيانات: ز=9.81 م/ ^ث2 .

أولًا، نرسم بيانيًا جميع القوى المؤثرة على الكتلة:

حل تمرين على معامل الاحتكاك السكوني أو معامل الاحتكاك السكوني

وبما أن الجسم يبقى في حالة اتزان، فإن المعادلتين التاليتين صحيحتان:

$N=P$

$F_R=F$

وبالتالي فإن قوة الاحتكاك ستكون معادلة للقوة الأفقية المطبقة على الجسم:

$F_R=F=35\N$

ومن ناحية أخرى، يمكننا حساب قيمة القوة العمودية باستخدام صيغة قوة الوزن:

$\begin{array}{l}N=P\\[3ex] N=m\cdot g\\[3ex] N=12\cdot 9,81 \\[3ex] N=117,72 \ N \end{array }$

وأخيرًا، بمجرد معرفة قيمة قوة الاحتكاك والقوة العمودية، نطبق صيغة معامل الاحتكاك السكوني لتحديد قيمته:

$\mu_e=\cfrac{F_R}{N}=\cfrac{35}{117.72}=0.30$

معامل الاحتكاك الساكن والديناميكي

في هذا القسم سنرى الفرق بين معامل الاحتكاك الساكن ومعامل الاحتكاك الديناميكي، حيث أنه حسب الحالة يجب استخدام أحدهما أو الآخر.

الفرق بين معامل الاحتكاك الساكن والديناميكي هو أن معامل الاحتكاك الساكن يستخدم عندما يكون الجسم في حالة راحة، بينما معامل الاحتكاك الديناميكي يستخدم عندما يكون الجسم متحركًا.

لذا اعتمادًا على ما إذا كان الجسم الذي تؤثر عليه قوة الاحتكاك ثابتًا أو منزلقًا على السطح، فمن الضروري استخدام معامل الاحتكاك الساكن أو معامل الاحتكاك الديناميكي على التوالي لحساب قوة الاحتكاك.

وبشكل عام فإن معامل الاحتكاك الساكن أكبر من معامل الاحتكاك الديناميكي.

ولمعرفة المزيد عن هذا النوع من معامل الاحتكاك اضغط على الرابط التالي:

➤ انظر: معامل الاحتكاك الديناميكي

قيم معامل الاحتكاك الساكن

وأخيراً نترككم مع الجدول التالي الذي يمكنكم من خلاله الاطلاع على بعض القيم المشتركة لمعامل الاحتكاك الساكن ومعامل الاحتكاك الديناميكي:

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 على 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 الساكن؟

كيفية حساب معامل الاحتكاك الساكن

حل تمرين حول معامل الاحتكاك السكوني

معامل الاحتكاك الساكن والديناميكي

قيم معامل الاحتكاك الساكن

اترك تعليقا إلغاء الرد