الاحتكاك frottement

-Iالاحتكاك بين جسمين صلبين:

1-الاحتكاك المقاوم   Frottement résistant  :

تجربة1:

الأدوات المستعملة: عربة، خيط، رمل، كأس بلاستيكي، بكرة، ورق كاشط.

وصف التجربة:

• نركب الأدوات حسب ما يوضحه الشكل المقابل.
• نضع العربة على الوجه الأملس للورق الكاشط (شكل1) ثم نضع الرمل في الكأس حتى تتحرك العربة.
• نضع العربة على الوجه الخشن (شكل2) ثم نضيف الرمل للكأس حتى تتحرك العربة.

 الملاحظة:

نلاحظ أن كمية الرمل التي استعملت عند وضع العربة على الوجه الخشن تكون أكبر من تلك التي استعملت عند وضع العربة على الوجه الأملس للورق الكاشط.

النتيجة:

كلما كان سطح التلامس بين جملتين ميكانيكيتين خشنا كلما كان الاحتكاك أكبر.

الاحتكاك المقاوم يعيق حركة الجملة الميكانيكية.

2-الاحتكاك المحرك: Frottement moteur

أ-الوسائل المستعملة: سيارة صغيرة ذات محرك، ثلاثة أنابيب، قطعة ورق مقوى.

ب-وصف التجربة:

• نضع القطعة الورقية على الطاولة ثم نضع فوقها السيارة.الشكل 3

الملاحظة:

نلاحظ أن السيارة تنطلق بشكل عادي.

• نضع الأنابيب البلاستيكية على الطاولة ونضع فوقها الورق

 المقوى ثم السيارة.الشكل 4

الملاحظة:

نلاحظ أن عجلات السيارة تدور في مكانها دون أن تتمكن

 من الانطلاق.

النتيجة:

لا يمكن للسيارة أن تنطلق على الطريق في غياب الاحتكاك بين عجلاتها والطريق.

الاحتكاك المحرك يساعد على حركة الجملة الميكانيكية.

3- نمذجة الاحتكاك بقوة:Modélisation

الاحتكاك قوة تلامسية تنشأ عند سطح التلامس بين جملتين ميكانيكيتين يمكن تمثيلهما بشعاع.

حامله: يوازي محور الحركة.

جهته: تعاكس جهة الحركة إذا كان الاحتكاك مقاوما.

      هي جهة الحركة إذا كان الاحتكاك محركا.

طويلته: تتعلق بقيمة القوة التي ترتبط بعدة عوامل ( سرعة الجملة الميكانيكية، سطح التلامس، طبيعة المواد التي صنعت منها هذه الجمل الميكانيكية).

-IIالاحتكاك في الموائع: الموائع أوساط مادية ذات شكل قابل للتغير مثل الغازات( قابلة للإنضغاط) والسوائل (قليلة الإنضغاط).

تعريفه:الاحتكاك في الموائع هو الاحتكاك الذي يحدث بين جسم في حالة حركة في سائل أو غاز.

  1- الاحتكاك مع الهواء:

 تجربة:

أ-نترك كرية معدنية تسقط في الهواء من ارتفاع 2m . إليك التصوير المتعاقب لأوضاع الكرية خلال فترات زمنية متعاقبة ومتساوية الشكل 7 أ.

ب-نلصق نفس الكرية بثلاث مثانات ممتلئة بالهواء نصورها تصويرا متعاقبا.الشكل 7 ب

    نرسم مخططي تغير سرعتي الكريتين بدلالة الزمن الشكل 8.

الملاحظة:

تصل الكرية عندما تكون غير معلقة بمثانات إلى الأرض قبل المعلقة بمثانات.

نلاحظ من المخطط 1 أن سرعة الكرية غير المعلقة بمثانات تتزايد بمرور الزمن.

نلاحظ من المخطط 2 أن سرعة الكرية المعلقة بالمثانات تتزايد في أول الأمر ثم تصبح ثابتة.

النتيجة:

إن السبب في اختلاف سرعة الكرية في الحالتين راجع إلى الاحتكاك مع الهواء.

هذا الاحتكاك هو احتكاك مقاوم ويمثل كما في السابق بشعاع عكس اتجاه الحركة.

2 – الاحتكاك في السوائل:

 تجربة:

سجلنا بالتصوير المتعاقب حركة سقوط كرية في مخبار فجاءت وضعيات الكرية كما يبينه الشكل 9

قمنا برسم مخطط لتغيرات سرعة الكرية بدلالة الزمن فتحصلنا على المخطط الموضح على الشكل10

الملاحظة:

نلاحظ أن سرعة الكرية تكون متزايدة ثم تصبح ثابتة.

النتيجة:

بمقارنة سقوط الكرية في الهواء مع سقوطها في الماء نستنتج أنها تعرضت لقوة احتكاك مقاوم لحركتها سببها السائل وهي أكبر من قوة الاحتكاك مع الهواء.

إن سرعة الجسم المتحرك في مائع تخلص لأن تكون ثابتة وهي متعلقة بسرعة المتحرك ونوع السائل فكلما زادت سرعة المتحرك زادت قوة  الاحتكاك إلى أن تصل قوتا ثقله والاحتكاك إلى مرحلة التساوي حينها يصبح الجسم المتحرك في حالة توازن وينتقل بسرعة ثابتة.

الخلاصة:

الاحتكاك فعل ميكانيكي ناتج عن التلامس بين جملتين ميكانيكيتين إحداهما على الأقل في حالة حركة.

يمكن للاحتكاك أن يكون بين جسمين صلبين أو بين جسم صلب ومائع (غاز أو سائل).

ينتج الاحتكاك الصلب عن التلامس بين الأجسام الصلبة وتتعلق شدته بشدة الأفعال المتبادلة بين الجسمين وطبيعة ومساحة سطح التلامس.

 أما الاحتكاك المائع فينتج عند تحرك جسم صلب في مائع( جسم سائل أو غاز) وتتعلق شدته بسرعة الجملة الميكانيكية وشكلها.

للإحتكاك مظهران:

احتكاك مقاوم يعيق حركة الجملة الميكانيكية وينمذج بشعاع جهته معاكسة لجهة الحركة.

احتكاك محرك يساعد على حركة الجملة الميكانيكية وينمذج بشعاع في نفس اتجاه الحركة ومثال ذلك الاحتكاك الملتصق بالأرض الذي يساعد على إقلاع السيارات وغيرها.

2014-12-21