الاحتكاك ( Friction )
الاحتكاك خاصية للأجسام تجعل الواحد منها يقاوم تحريكه فوق الآخر. فإذا وضعنا جسمين لهما سطحان مستويان، أحدهما فوق الآخر، فإن الجسم العلوي يمكن رفعه دون أي مقاومة إلا من تلك الخاصة بالجاذبية الأرضيَّة. ولكن إذا دفِع جسم ما أو جذب نحو سطح الآخَر، فهناك مقاومة سببها الاحتكاك.
وللاحتكاك فوائد مهمة ؛ فهو يجعل عجلات القاطرة تمسك بقضبان السكك الحديدية. وهو يسمح للسير النَّاقل بأن يدير البكرة دون انزلاق. وأنت لاتستطيع السير دون الاحتكاك لتمنع حذاءك من التزحلق على الرصيف. ولهذا فمن الصعب السير على الجليد ؛ حيث إن السطح الأملس يسبب احتكاكاً أقل من الرصيف، وبذلك يسمح للحذاء بالانزلاق.
كما أن للاحتكاك مساوئ ؛ فالزيت وسوائل التَّزليق تُستخدم لملء الفراغات الموجودة بين أجزاء الآلة. والسائل يُقلل الاحتكاك، ويجعل الأجزاء تتحرك بسهولة أكثر مُنتجةً حرارة أقلّ.
أنواع الاحتكاك:
توجد ثلاثة أنواع من الاحتكاك: الاحتكاك الانزلاقي أو الحَرَكيّ، وينتج عندما ينزلق سطحان أحدهما يلامس الآخر، مثلما يحدث عندما يتحرك كتاب فوق منضدة ؛ والاحتكاك الدحروجي أو الدروجي، وهو المقاومة الناتجة عندما يتحرك الجسم المتدحرج فوق سطح ما، والاحتكاك بين إطار سيارة وطريق احتكاك دروجي ؛ والاحتكاك المائعي أو اللزوجة، وهو الاحتكاك بين سوائل متحركة، أو بين سوائل وجسم صلب. والسوائل اللطيفة أقل لزوجة من السوائل الغليظة، وأسرع تدفقًا. ★ تَصَفح: اللزوجة.قوانين الاحتكاك:
القانون الأساسيّ للاحتكاك ينصّ على أنَّ القُوَّة المطلوبة للتغلُّب على الاحتكاك تتناسب مع القُوَّة العاديَّة أو العمودية الضَّاغطة على سطح آخر. ويكون هذا عندما يتضاعف وزن صندوق يتمُّ جَرُّه فوق أرضيَّة. فالقُوَّة اللازمة لِجَرِّه يجب أن تَتَضَاعَف، وعندما يَزِنُ الصندوق أربعة أضعاف وزنه فيجب استخدام قوة تزيد أَربع مرات لجَرِّه. والنِّسبة بين الوَزْن الجاري جَرُّه والقُوَّة الضَّاغطة على الأسطح معاً تسمى مُعامِل الاحتكاك. ومقدار مُعامِل الاحتكاك يعتمد على نوعيَّة الأسطح المتحركة بعضها عكس بعض. ومعامل الاحتكاك يُساوِي القُوَّة المطلوبة لتحريك جسم، مقسومة على القُوَّة الضَّاغطة على السَّطح معاً، ويمكن كتابة ذلك على النحو التالي:معامل الاحتكاك = القوَّة المُحرِّكة ÷ القوَّة الضَّاغطة
وعلى سبيل المثال، نفرض أنَّ قُوَّة مُحرِكة ذات زنة 30 كجم مطلوبة لجر كتلة تزن 80 كجم فوق سطح مُستَو. فمعامل الاحتكاك يساوي 30 مقسوماً على 80 أو 0,375. وفي النظام المتريّ تُقَاس القُوَّة بوحدات تسمى نيوتُنات. افترض أن قوة جَرِّ مقياسها 45 نُيُوتُن مطلوبة لزحلقة كُتلة زِنتُها 12,2 كجم. تضغط الكتلة إلى أسفل بقوة تُساوي تقريبا 120 نيوتُن، وذلك لأن الجاذبية الأرضية تجذب بقوة 9,8 لكل كجم من وزن الجسم، و9,8 مضروبًا في 12,2 تساوي تقريبًا 120.
ومُعامِل الاحتكاك يَخْتَلِف باختلاف الموادِّ المُستخدَمة، فمُعامِل احتكاك خشب مُنزلِق على خَشَب يكون مابين 0,25 و 0,50 ، وفلز منزلق على فلز يساوي بين 0,15 و 0,20. وقوة الاحتكاك بسبب الاحتكاك الدُّرُوجيّ تبلغ نحو 1 ÷ 100 من القوة بسبب الاحتكاك الانزلاقّي. ولكن أحوالاً مختلفة تشْمَل الصَّلابة والنُّعومة وقُطْر المواد تؤثر على الاحتكاك الدُّرُوجيّ، وعند تصميم الآلات فعلى المهندسين أن يَعْرِفُوا معاملات الاحتكاك المختلفة.
والزَّيت يُقلِّل الاحتكاك. فمعامل الاحتكاك لحديد مُتَدَحْرِج على خشب مُزَيَّت على سبيل المثال يُصبح أقلَّ كثيرا من 0,018، لأن نوع السَّطح ليس له أثر تقريباً عندما يكون مُغطى بالزَّيت أو بسوائل أخرى، وحينئذ يعتمد الاحتكاك على لُزُوجة السَّائل والسُّرْعة النِّسبيَّة بين الأسطح المُتحرِّكة.
★ تَصَفح أيضاً: المحمل ؛ النار ؛ الحرارة.