مفهوم الاحتكاك

مفهوم الاحتكاك

الاحتكاك من المصطلحات التي تُستخدم في الحياة اليوميّة بمعنى التلامس، والفرك كأن يُقال ما حك جلدك مثل ظُفرك، أو بمعنى التعامل الطويل بحيث تتعرّف على جوهر الشخص ومعدنه، أمّا في علم الفيزياء فالاحتكاك Friction هو: القوة الناتجة عن حركة جسمٍ متحركٍ على جسمٍ ساكنٍ كحركة السيارة على الإسفلت، أو عن حركة جسمٍ متحركٍ على آخر متحرك كفرك راحتيّ اليدين ببعضهما البعض، وتكون اتّجاه قوّة الاحتكاك معاكسةٌ لاتجاه محصلة القوّة أو القوى المُتحركة، وينتج عنها طاقةٌ حراريّةٌ.
نتج أيضاً عن ظاهرة الاحتكاك بين الأسطح المتلامسة ما يُعرف بعلم الاحتكاك Tribology هو: علمٌ يهتم بدراسة الأسطح المتلامسة وطبيعتها ومقدار قوة الاحتكاك وكمية الحرارة الناتجة، وتأثير ذلك على الأسطح وكيفية التخفيف منها والطُّرق التي تقلل من الاحتكاك.

ويُمكن حساب مقدار قوة الاحتكاك بتطبيق قانون امونتون نسبة لواضعه المهندس الفرنسيّ أمونتون:

F= μW

حيث إن: μ= معامل الاحتكاك للسطح، وله جداول لكل المواد. W= مقدار القوّة الضاغطة على بين الجسمين المتلامسين.

أنواع الاحتكاك

• الاحتكاك الحركيّ: هو الذي ينشأ نتيجة حركة جسمٍ بالنسبة إلى جسمٍ آخر كجر كتابٍ على طاولة أو فرك راحتيّ اليدين، وينتج عن هذه الحركة طاقة حراريّة ناتجةٌ عن تحول الطاقة الحركيّة إليها.

مقدار الطاقة الحراريّة المفقودة= القوة× المسافة المقطوعة أثناء حركة الجسم.

• الاحتكاك السّاكن: هو الذي ينشأ بين سطحين أو جسمين ساكنين بالنسبة لبعضهما البعض؛ كالضغط براحة يدك على الطاولة استعداداً لتحريكها دون تحريكها.

كلا النّوعين من الاحتكاك إمّا أنْ يكون مانعاً للحركة أو مساعداً للحركة.

أهمّيّة الاحتكاك

• المساعدة على الحركة؛ فلولا الاحتكاك مع الأرض لما استطاع الإنسان السّير ولبقي في حالة انزلاقٍ دائمٍ.
• المساعدة على التوقف المفاجىء وتثبيت الجسم من السقوط، فلولا الاحتكاك لما تمكن الإنسان من تخفيف سرعته وبالتالي لما جاءت فكرة المكابح في وسائل النقل والتي تعتمد على قوانين الاحتكاك.
• تقليل مخاطر الانزلاق والسقوط والتدحرج.

أضرار الاحتكاك

• فقدان جزء من القوة الحركيّة وتحويلها إلى طاقةٍ حراريّة.
• الطاقة الحراريّة الناتجة عن الاحتكاك قد تكون طاقةً هائلةً تُأدي إلى التدمير أو الانفجار أو تشويه الآلات إذا لم يتمّ التحكّم بها وتبريدها.
• تآكل الأدوات والآلات بفعل الاحتكاك، كما ينتج عنها الصوت المزعج بسبب التآكل.
• تفقد المادّة بسبب الاحتكاك جزءاً من وزنها وكفاءتها وقدرتها الإنتاجيّة.

طرق تقليل قوة الاحتكاك

• عمليّات التزييت والتشحيم للمُعِدات.
• استخدام الأجهزة التي تعمل على تحويل الاحتكاك الانزلاقي إلى متدحرج.
• التصميم الانسيابيّ للأجهزة ووسائل النقل خاصّةً يُقلّل الاحتكاك مع الهواء.
• استخدام مواد يدخل في تركيبها المطاط والفلين.
• الالتحام البارد وهو حركة جسمين شديديّ النعومة على بعضهما بحيث يلتصقان.