نیروی اصطکاک

گایلام آمونتون در سال ۱۶۹۹ اصطکاک را توصیف کرد و شارل آگوستین اطلاعات موجود تا زمان خودش را جمع آوری کرد و آنها را در سال ۱۷۷۹ در رساله‌ای منتشر کرد. اصطکاک پدیده‌ای است که در مرز بین جامدات ، مایعات و گازها ، همچنین در داخل آنها ، دیده می‌شود. در تحلیل اصطکاک در شاره ها(مایعات و گازها) ، به خاصیت چسبندگی آنها توجه می‌شود. کارکرد اصطکاک همیشه بگونه‌ای است که از لغزیدن سطوح مجاور نسبت به یکدیگر جلوگیری می‌کند. نیروی اصطکاک با سطوحی که نسبت به هم می‌لغزند، موازی است. جهت نیروی اصطکاک ممکن است در جهت حرکت یا در خلاف جهت حرکت باشد.
برخی از عواملی از عوامل موثر بر اصطکاک عبارتند از نیروی عمودی ، جنس سطوح تماس ، عوامل محیطی فیزیکی مانند دما و رطوبت و زبری و نرمی سطوح تماس

ph2 s3 estekak 00 نیروی اصطکاک

در تجربه های روزانه دیده اید که برای به حرکت درآوردن صندوق سنگینی که روی سطح افقی است باید نیروی بزرگی را به آن وارد کنید و اگر نیروی کوچکی به آن وارد کنید صندوق ساکن می ماند . بنابراین باید نیرویی در خلاف جهت نیرویی که به صندوق وارد کرده اید ، به آن وارد شده باشد . این نیرو را نیروی اصطکاک ایستایی می نامیم .

جسمی را در نظر بگیرید که آن را با کشیدن یا هل دادن روی سطح افقی به حرکت در آورده اید .اگر دست از کشیدن یا هل دادن جسم بردارید سرعت آن کاهش می یابد و پس از مدتی می ایستد . با توجه به اینکه نیرو عامل تغییر سرعت است ، باید نیرویی در خلاف جهت حرکت به جسم وارد شده باشد . این نیرو را نیروی اصطکاک جنبشی می نامیم .

نیروی اصطکاک ایستایی :

فرض کنید به جسمی به جرم m روی سطح افقی نیروی F وارد می شود ولی جسم ساکن می ماند .

ph2 s3 estekak 01 نیروی اصطکاک

علت اینکه جسم ساکن می ماند اینست که نیرویی در خلاف جهت نیروی اعمال شده با آن و برابر با آن به آن وارد میشود که آن را با fs نشان داده ایم .

ph2 s3 estekak 02 نیروی اصطکاک

با افزایش نیروی F ، نیروی اصطکاک ایستایی نیز افزایش می یابد . تا زمانی که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد . که در این لحظه بیشترین نیروی اصطکاک ایستایی را خواهیم داشت .

ph2 s3 estekak 03 نیروی اصطکاک

نیروی اصطکاک ایستایی بیشینه از رابطه زیر بدست می آید :

ph2 s3 estekak 04 نیروی اصطکاک

که در این رابطه N نیروی عمودی سطح وارد بر جسم است .

می توان برای نیروی اصطکاک ایستایی رابطه زیر را نوشت :

ph2 s3 estekak 05 نیروی اصطکاک

پس از اینکه جسم در آستانه حرکت قرار گرفت ، با ضربه کوچکی جسم شروع به حرکت می کند و از این لحظه به بعد نیروی اصطکاک جنبشی بر جسم وارد می شود که این نیرو از رابطه زیر بدست می آید :

ph2 s3 estekak 06 نیروی اصطکاک

ph2 s3 estekak 07 نیروی اصطکاک

نیروی اصطکاک جنبشی کوچکتر از نیروی اصطکاک ایستایی است بنابراین می توان رابطه زیر نوشت :

ph2 s3 estekak 08 نیروی اصطکاک

نمودار نیروی اصطکاک بر حسب نیروی وارد بر جسم :

ph2 s3 estekak 09 نیروی اصطکاک

در پایان این مطلب آزمایشی که نشان می دهد نیروی اصطکاک ایستایی بیشینه از نیروی اصطکاک جنبشی بیشتر است را ببینید:

درباره کبیری

کبیری
مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

این مطلب را هم ببینید

پایستگی انرژی مکانیکی

پایستگی انرژی مکانیکی : انرژی مکانیکی : به مجموع انرژی های جنبشی و پتانسیل هر ...

یک نظر

  1. سلام. ممنون از مطالب خوبتون. میخواستم خواهش کنم جدول ضریب اصطکاک مواد رو بذارید. الان دقیقا نمیدونم ضریب اصطکاک لاستیک روی چدن (با صافی سطح میانگین ۰٫۸ میکرو متر برای هر دو قطعه) چقدره.

پاسخ دهید

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