المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016


الاحتكاك الحركي  
  
143   12:51 صباحاً   التاريخ: 2024-09-12
المؤلف : مايكل كوهين
الكتاب أو المصدر : الميكانيكا الكلاسيكية مقدمة أساسية
الجزء والصفحة : ص 79 – ص 82
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الكلاسيكية / الميكانيك /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 2024-03-10 933
التاريخ: 10-3-2021 2102
التاريخ: 3-7-2016 26908
التاريخ: 29-12-2016 2396

لم نناقش بعد قوة الاحتكاك التي يؤثّر بها سطح ما على آخر عندما يكون السطحان متحركين بالنسبة إلى بعضهما البعض. نعلم من خبرتنا أن قوة الاحتكاك تعارض الحركة النسبية. وبشكل أكثر تحديدًا، إذا كان سطحًا الجسم A والجسم B متماسين، وكان الجسم A يتحرك بسرعة  بالنسبة إلى الجسم B (شكل 2–22)، فإن قوة الاحتكاك التي يؤثر بها B على A تكون متوازية عكسيا مع. نلاحظ أيضًا أنه لكي نحافظ على السرعة النسبية ينبغي أن تكون هناك قوة أخرى مؤثّرة واحدة على الأقل. إذا كانت هذه القوة مؤثّرةً على A فلا بد أن تكون لها مركبة مسؤولة عن مطابقة قوة الاحتكاك للحفاظ على سرعة A النسبية بالنسبة إلى B من قانون نيوتن الثالث، تكون قوة الاحتكاك التي يؤثّر بها A على B متوازية مع .

يعتمد المقدار f لقوة الاحتكاك على تكوين ونعومة السطحين، وأيضًا على مقدار القوة العمودية التي يؤثّر بها أحد السطحين على الآخر. والأكثر من ذلك، قد يكون من المتوقع أيضًا أن تعتمد f على السرعة النسبية للسطحين. تجريبيا، وجد على نطاق كبير من السرعات، أن f لا تعتمد على السرعة، وأنها تتناسب طرديا مع القوة العمودية N.

وبالتالي يمكننا ذِكْر «قانون الاحتكاك الحركي» التجريبي: إذا كان سطح ما A يتحرك بسرعة بالنسبة إلى سطح B، وكان السطحان متلامسين، فإن قوة الاحتكاك التي يؤثر بها B على A تكون في اتجاه متواز عكسيًّا مع ، ومقدارها هو

حيث N هو مقدار القوة العمودية التي يؤثّر بها أحد السطحين على الآخر.

يُسمى المعامل μk معامل الاحتكاك الحركي، وهو لا يعتمد على مساحة التلامس. يجب أن يلاحظ المرء بعناية أن قانون الاحتكاك الحركي ذُكر في صورة «متساوية رياضياتية»f = μk N، بينما كان قانون الاحتكاك الاستاتيكي «متباينة رياضياتية» f ≤ μs N. عندما لا يكون هناك حركة نسبية للسطحين، فإن القوة العمودية لا تحدد منفردةً قوة الاحتكاك، أما مع وجود حركة نسبية، فإن N تحدد منفردة f. وُجد دائما لأي زوجين من الأسطح أن μk ≤ μss. وهذه نتيجة مباشرة للإجراء التجريبي لقياس μs.

شكل 2–22: إذا كان A يتحرك نحو اليمين بالنسبة إلى B، فإن قوة الاحتكاك التي يؤثر بها B على A تكون متجهة نحو اليسار.

 

(افترض أن هناك كتلة وزنها W تستقر على منضدة أفقية. سوف تنزلق الكتلة إذا أثرنا بقوة أفقية  أكبر في المقدار بقدر متناهي الصغر من μs W. لكن بمجرد أن تكتسب الكتلة سرعة صغيرة جدًّا، فإن المنضدة ستؤثر بقوة μk W في اتجاه عكس الحركة. إذا كان μk > μs، فستكون هذه القوة أكبر من القوة المطبقة وستتناقص عجلة الكتلة سريعًا جدا حتى تصل إلى السكون وبالتالي، فإن وجود قوة مقدارها μk W سيكون ضروريا لجعل الكتلة تتحرك «بالفعل». سيبدو من وجهة نظر ميكروسكوبية في هذه الحالة، أن معامل الاحتكاك الاستاتيكي هو قيمة  μk وليس μs.)

تُعنى معظم الأمثلة المتعلقة بالاحتكاك الحركي بحالات انعدام الاتزان (تكون فيها الجسيمات متحركة بعجلة ما. رغم ذلك، إذا كانت سرعات الجسيمات ثابتةً، فلا بد أن تكون القوة على كل جسيم صفرا.

مثال 2–13 (كتلة فوق أخرى متصلتان من خلال بكرة). كتلة وزنها 100 نيوتن (N) موضوعة فوق كتلة أخرى وزنها 200 نيوتن. الكتلتان متصلتان بواسطة وتر غير قابل للمط، يمر من خلال بكرة ملساء مثبتة في حائط (شكل 2–23 (أ)). معامل الاحتكاك الحركي بين الكتلتين هو 0.6 ومعامل الاحتكاك الحركي بين الكتلة السفلية والأرضية هو 0.5. ما القوة الأفقية F التي ينبغي تطبيقها على الكتلة السفلية لإبقائها متحركةً نحو اليمين بسرعة ثابتة؟

 

شكل 2–23 (أ) رسم توضيحي لمثال 2–13. (ب) مخطط القوى للكتلة العلوية. (ج) مخطط القوى للكتلة السفلية.

 

بما أن الوتر غير قابل للمط، فإن الكتلة تتحرك نحو اليسار بسرعة ثابتة (مساوية في المقدار، ومضادة في الاتجاه لسرعة الكتلة السفلية) من قانون نيوتن الأول، تكون القوة على كلٌّ من الكتلتين صفرًا. مخططا القوى للكتلتين مبينان في شكل 2–23(ب) و2–23(ج). القوى المؤثّرة على الكتلة العلوية هي:

(1) قوة الجاذبية، ومقدارها 100 نيوتن، متجهة لأسفل.

(2) القوة العمودية (مقدارها 1N) المؤثرة بواسطة الكتلة السفلية على الكتلة العلوية ومتجهة لأعلى.

(3) القوة المؤثرة بواسطة الوتر (مقدارها T) متجهة نحو اليسار.

(4) قوة الاحتكاك (مقدارها 1f) المؤثرة بواسطة الكتلة السفلية على الكتلة العلوية متجهة نحو اليمين.

المركبتان الرأسية والأفقية لقانون نيوتن الأول تُعطيان  n100N1 = ، وT = f1. علاوة على ذلك، فإن قانون الاحتكاك الحركي يُعطي f1 = 0.6 (100 n) = 60 n؛ ومن ثُمَّ فإن T = 60 n.

القوى المؤثرة على الكتلة السفلية هي:

(1) قوة الجاذبية، ومقدارها 200 نيوتن متجهة لأسفل.

(2) القوة العمودية (مقدارها N2) المؤثرة بواسطة الأرضية على الكتلة السفلية ومتجهة لأعلى.

(3) القوة المؤثرة بواسطة الوتر (مقدارها T) متجهة نحو اليسار.

(4) قوة الاحتكاك (مقدارها 1f) المؤثرة بواسطة الكتلة العلوية على الكتلة السفلية، متجهة نحو اليسار.

(5) قوة الاحتكاك (مقدارها f2) المؤثرة بواسطة الأرضية على الكتلة السفلية، متجهة نحو اليسار.

(6) القوة F متجهة نحو اليمين.

من قانون نيوتن الأول نحصل على 0 = ( n200) – N2 – N1 و0 = F – T – f1 – f2. بما أن 100 n = N1، نجد أن 300 n = N2. وبما أن f2 = 0.5 N2، نجد أن f2 = 150 n ولأن T = 60 n وf1 = 60 n، نجد أن F = 60 + 60 + 150 = 270 n. (إذا طُبقَتْ القوة F على الكتلة العلوية بدلًا من الكتلة السفلية، فما قيمة F المطلوبة؟ الإجابة هي أيضًا 270! نستطيع بسهولة رؤية هذا لاحقًا عند مناقشة اعتبارات الطاقة.)

بالرغم من أن المثال السابق بسيط إلى حدٍّ ما، فإن التحليل يتطلب اعتبار إحدى عشرة قوة مميزة. وهنا يُحَثُ الطالب على اكتساب عادة الترتيب بعناية (ذهنيا إن لم يكن كتابةً لكل القوى التي تعمل في أي حالة تحت الدراسة أيا كانت. دون هذا الترتيب، سيكون من المستحيل تطبيق قوانين نيوتن.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.