عوامل موثر بر نیروی اصطکاک علوم پایه نهم فصل پنجم

عوامل موثر بر نیروی اصطکاک

زمان مطالعه: ۴ دقیقه

با سلام و احترام خدمت شما مخاطبین عزیز وبلاگ بین جو (Binjo)، در این مقاله قصد داریم تا به عوامل موثر بر نیروی اصطکاک بپردازیم. این مقاله برای دانش آموزان پایه نهم و دوازدهم دوره متوسطه مفید خواهد بود. با ما در ادامه این مقاله همراه باشید.

عوامل موثر بر نیروی اصطکاک

عواملی مثل نیروی عمودی ، شرایط سطح های تماس از نظر زیری و جنس سطح های تماس بستگی دارد و وقتی که تغییرات دما به شکلی باشد که باعث تغییر زبری سطح تماس شود ، در افزایش یا کاهش اصطکاک عوامل موثر بر نیروی اصطکاک است .

عوامل موثر بر نیروی اصطکاک شامل دو عامل زیر است :

  1. جنس دو سطح
  2. نیروی عمود بر سطح

با افزایش نیروی عمود بر سطح ، ناهمواری های سطح های دو جسم بیشتر در هم گیر کرده و اصطکاک افزایش می یابد . نیروی عمود بر سطح معمولا همان وزن جسم است .

N : نیروی عمودی تکیه‌گاه و μ : ضریب اصطکاک است. ضریب اصطکاک می‌تواند بیشتر از ۱ هم باشد ولی اغلب μ <۱ می‌باشد.

اصطکاک چیست ؟

نیروی است که در برابر حرکت اجسام مقاومتی به وجود می آورد.

وقتی که دو جسم با یکدیگر تماس برقرار کنند، پستی و بلندی های سطوح آن ها در هم گیر کرده و نیروی به وجود می آید که از حرکت جسم جلوگیری می کند. که به این نیرو اصطکاک می گویند.

اصطکاک

الف) وقتی دو جسم سطح تماس آن ها زبر باشد. یکی از برجستگی های در فرو رفتگی های دیگر فرو می رود و نیروی اصطکاک افزایش می یابد. و همچنین این ناهمجواری ها بیشتر می شود و نیرو نیز بیشتر می شود.

اصطکاک دو جسم با سطح ناهموار

مثلا کشیدن دو آجر روی هم کار مشکل تری است نسبت به یک شیشه روی یک آجر .

ب) هنگامی که دو جسم سطح تماسش خیلی صیقلی باشد. به شکلی که مولکول های سطح تماس دو جسم به هم نزدیک شده در فاصله پیوندی (برد کوتاه ) قرار گیرند.

نیروی چسبندگی سطحی عامل ایجاد اصطکاک خواهد بود.

اصطکاک

مثال :

دو شیشه ی تخت روی هم کشیده می شوند و اگر بین دو شیشه را خیس کنیم و آن دو را به هم فشار دهیم ، هوا از بین دو شیشه خارج شده آب جای آن را می گیرد. بین مولکول های آب و شیشه ها پیوند مولکولی ایجاد می شود و شیشه روی یک دیگر بسیار سخت تر کشیده می شوند . ولی یک اجر روی یک شیشه راحت تر کشیده می شود .

اجسامی که سطح آن ها صاف است، کم تر از اجسامی که سطح  زبر دارند باعث ایجاد اصطکاک می شوند. هر چقدر میزان اصطکاک کم تر باشد ، سرعت حرکت اجسام بیشتر می شود .

ریل قطار ها را به همین دلیل صاف و صیقلی می سازند. وقتی سرعت جسمی را می خواهیم بکاهیم، اصطکاک جسم را افزایش می دهیم .

مثلا وقتی یک اتومبیلی ترمز می کند ، اصطکاکی که  ایجاد می شود باعث کاهش سرعت حرکت چرخ ها یا توقف آن ها می شود .

اگر به سرعت دو جسم به هم ساییده شوند ، اصطکاک باعث ایجاد حرارت و گرما می شود. وقتی دست هایتان را به هم بمالید ، می توانید گرمای ناشی از اصطکاک به وجود می آید حس کنید .

فواید و ضررات اصطکاک

وجود اصطکاک هم مفید و سودمند است و هم مضر و زیان آور است . اصطکاک باعث می شود که قسمت های متحرک دستگاه ها فرسایش و فرسوده می شود .

علاوه بر آن  باعث گرم شدن دستگاه ها می شود و همچنین باعث هدر رفتن مقدار زیادی انرژی می شود . فرسودگی و فرسایش لاستیک اتومبیل ها نیز ناشی از اصطکاک است . روغن کاری باعث کاهش اصطکاک قسمت های محترک ماشین آلات می شود .

استفاده از بلبرینگ نیز اصطکاک را کم می کند ؛ زیرا سطح گرد و صاف بلبرینگ ها به هنگام تماس به هم ساییده نمی شود ، بلکه هنگام تماس می غلتد . از جهت دیگر تغییرات زیادی در دنیای اطراف ما بدون وجود اصطکاک  به وجود می آمد .

مثال :

در همچین حالتی ما روی زمین سر می خوردیم نمی توانستیم راه برویم . و بدون وجود اصطکاک چرخ اتومبیل ها در جا به دور خود می چرخید ؛ در نتیجه اتومبیل ها نیز نمی توانستند حرکت کنند .

حتی گرفتن اشیا در دست نیز کار دشواری بود . در دست گرفتن یک قلم و نوشتن به این ترتیب نیز به سختی صورت می گرفت . آب و هوا در دنیای بدون اصطکاک ، نیز تغییر می کرد.

مثلا سرعت وزش باد خیلی بیشتر می شد ؛ چرا که هنگام تماس با سطح زمین سرعت حرکت مولکول های هوا به دلیل ایجاد اصطکاک خیلی کم می شد .

انواع اصطکاک

  1. اصطکاک ایستایی
  2. اصطکاک جنبشی

جهت نیروی اصطکاک

اصطکاک ایستایی چیست ؟ 

وقتی جسم ساکن را روی زمین هل بدیم ، در راستای حفظ اینرسی به نیروی که بین زمین و سطح جسم ایجاد می شود ، اصطکاک ایستایی نیرویی که به ما اجازه حرکت می‌دهد نیز از نوع اصطکاک ایستایی است.

اصطکاک جنبشی چیست ؟

به نیرویی که بین جسم در حال حرکت و سطح ایجاد می شود، اصطکاک جنبشی می گویند. این نوع از اصطکاک با افزایش یا کاهش سرعت تغییر نمی کند و ثابت است.

حرکت با شتاب ثابت – فیزیک دوازدهم (۳)

پایستگی انرژی مکانیکی – فیزیک دهم (۱)

قضیه کار و انرژی – فیزیک دهم (۱)

کار نیروی ثابت – فیزیک دهم (۱)

قوانین نیوتن – علوم نهم (۹)

جرم و فنر – فیزیک دوازدهم (۳)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *