← الميكانيكا
١١
القسم ٢ · الميكانيكا — الموضوع ١١ من ١٧
قوة الاحتكاك والمستوى المائل
قوة الاحتكاك قوةُ تلامسٍ تعاكس الحركة الانزلاقية أو ميلها بين السطحين، وهي نوعان:
- قوة الاحتكاكلا تعتمد على المساحة، بل على نوع المادتين والقوة العمودية
- سكوني f_sقبل بدء الانزلاق؛ fs ≤ μs · FN
- حركي f_kأثناء الانزلاق؛ fk = μk · FN
- معاملا الاحتكاك μs و μk بلا وحدة قياس، و μs > μk (السكوني أكبر).
- عند عدم وجود قوةٍ مؤثّرةٍ في الجسم تكون قوة الاحتكاك السكوني = صفر (لا تنشأ إلا لمقاومة محاولة الحركة).
- احتكاك الأسطح الملساء أو الجديدة صغيرٌ يمكن إهماله. وقوة الاحتكاك الحركي تتناسب طرديًّا مع القوة العمودية fk ∝ FN.
- على مستوى مائل أملس بزاوية θ: a = g · sinθ؛ وبوجود احتكاك: a = g (sinθ − μk · cosθ).
مثالطاولةٌ كتلتها 10 kg على سطحٍ أفقيٍّ، معامل احتكاكها الحركي μk = 0.2 (g = 10 m/s²)؛ فما قوة الاحتكاك الحركي؟
الحل: على سطحٍ أفقيٍّ FN = m · g.
fk = μk · m · g = 0.2 × 10 × 10 = 20 N
أمثلة على «قوة الاحتكاك والمستوى المائل»
مثال ١
جسم كتلته 5 kg يدور بسرعة 5 m/s على بُعد 2 m من المركز، فما مقدار القوة المركزية المؤثرة فيه بالنيوتن؟
◎ توقّع الإجابة أولًا: