ما هو الاحتكاك السكوني؟

الاحتكاك السكوني (بالإنجليزية: Static friction) هو القوة التي تمنع الجسم من التحرك عندما يتعرض لدفع أو لعدم حركة، حيث تبقى الأجسام متماسكة في مواضعها عندما تكون القوة الناتجة بين الجسم والسطح أكبر من القوة المطبقة عليه. ومن المهم معرفة أن الاحتكاك السكوني يعمل دائمًا في الاتجاه المعاكس للحركة المحتملة.

تشمل بعض الأمثلة على الاحتكاك السكوني: الأوراق الموضوعة على الرف، أو المنشفة التي تُعلق. لإزالة تأثير الاحتكاك السكوني، يجب تطبيق قوة تفوق القوة الناتجة بين الجسم والسطح. وعندما يبدأ الجسم في التحرك، يتحول الاحتكاك إلى نوع آخر وهو الاحتكاك الحركي.

أنواع الاحتكاك السكوني

يمكن تقسيم الاحتكاك السكوني إلى عدة فئات بناءً على خصائص المواد وظروفها الفيزيائية، وفيما يلي أهم الأنواع:

• الاحتكاك في السوائل

هذا النوع من الاحتكاك يظهر بين أجزاء السائل اللزج أو بين سائلين لزجين.

• احتكاك الزيوت

يُستخدم عادة الزيوت والمزلقات لتقليل التآكل والاحتكاك في المكونات الميكانيكية. وتسمى القوة الناتجة عن تفاعل الزيت مع الأسطح الصلبة احتكاك الزيوت.

• الاحتكاك الداخلي

الاحتكاك الداخلي هو القوة الناتجة عن فرك الجزيئات داخل المادة نفسها.

• الاحتكاك الجاف

يعرف الاحتكاك الجاف على أنه القوة الناتجة عن تلامس سطحين صلبين، ويمكن أن يكون هذا النوع إما ساكناً أو حركياً.

قانون الاحتكاك السكوني

عندما يتم تطبيق قوة صغيرة نسبيًا على جسم ما، فإن قوة الاحتكاك تساوي في المقدار القوة المطبقة وتكون في الاتجاه المعاكس. وعندما تزداد القوة المطبقة على الجسم، يبدأ في التحرك، وفقًا للعلاقات التالية:

قوة الاحتكاك السكوني العظمى = معامل الاحتكاك السكوني × القوة العمودية

كمثال توضيحي:

لنفترض أنه تم تطبيق قوة مقدارها 5500 نيوتن على مزلجة، وكان معامل الاحتكاك السكوني بين المزلجة والثلج يساوي 0.75، وكتلة المزلجة المعبأة تساوي 700 كيلوغرام، فما هي قوة الاحتكاك السكوني العظمى؟ وهل القوى المطبوعة كافية للتغلب على الاحتكاك؟

إليك الحل:

1. القوة العمودية = الكتلة بالكيلوغرام × تسارع الجاذبية الأرضية
   1. القوة العمودية = 700 × 9.8
   2. القوة العمودية = 6860 نيوتن

1. قوة الاحتكاك السكوني العظمى = معامل الاحتكاك السكوني × القوة العمودية
   1. قوة الاحتكاك السكوني العظمى = 0.75 × 6860
   2. قوة الاحتكاك السكوني العظمى = 5145 نيوتن

نظرًا لأن القوة المطبقة على الجسم وهي 5500 نيوتن أكبر من قوة الاحتكاك السكوني العظمى، فإن هذه القوة قادرة على التغلب على الاحتكاك السكوني وبالتالي بدء حركة المزلجة.