تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
انزلاق الإطارات على الطريق
المؤلف:
جيرل ووكر
المصدر:
سيرك الفيزياء الطائر
الجزء والصفحة:
ص24
2025-07-03
35
إذا حدث انغلاق لعجلات السيارة أثناء الضغط على المكابح على نحو طارئ، تنزلق الإطارات وتحتك بالرصيف تاركةً علامات احتكاك على الطريق هب أن ثمة سيارة تنزلق حتى تتوقف بعد بلوغها سرعةً معيَّنة. هل يُؤثّر وزن السيارة على طول علامات احتكاك؟ ماذا عن نمط التعريجات الموجودة على الإطارات وعرض هذه الإطارات؟ ماذا لو كانت الإطارات ملساء؟ لماذا يصعب إيقاف السيارة عندما يكون الطريق مُبتلا بعض الشيء أكثر مما لو كان مغمورًا بمياه متدفقة؟
الجواب: عند الضغط على المكابح على نحو طارئ، يزداد الاحتكاك بين الإطارات والطريق في البداية ليصل إلى أقصى درجة، ثم يتناقص الاحتكاك حين تنغلق العجلات وتنزلق الإطارات. ويُمزّق الانزلاق أجزاءً من الإطار ويُسبب سخونة الإطارات والطريق. قد تنصهر الإطارات؛ وإذا كان الطريق يتكون من مادة تحتوي على القطران، فإنه قد ينصهر أيضًا. وإذا انصهر أي منهما، ينتج عن ذلك سائل يُسهل الانزلاق ويُقلل بدوره الاحتكاك أكثر.
وسرعان ما تتجمد المادة المنصهرة من جديد، ولكن يستمر الأثر - علامة الاحتكاك - ربما لمدة شهور. وعادةً ما يحتوي الأثر على تحزيزات تمتد بطوله؛ وتكون بسبب التضليعات الموجودة في الإطار أو بسبب الحصى المتناثر على الطريق. نادرا ما تحدث علامات الاحتكاك على الأسطح الخرسانية وتكاد تكون غير مرئية على هذه الأسطح، وتتكون بالأساس من أجزاء الإطار المنصهر أو المتمزق.
وعندما تنزلق السيارة وتتوقف دون أن تصطدم بشيء، فإنَّ طول المسافة الخاصة بعلامات الاحتكاك تُتيح للباحث أن يُقدِّر سرعة السيارة عند بدء انزلاقها، ورغم ذلك، يُوجد العديد من العوامل المتغيرة التي قد تجعل هذه الحسبة مجرد رقم تقديري. أحد هذه العوامل المتغيرة هو كتلة السيارة (أو) وزنها؛ فالسيارة الثقيلة تتطلب مسافة أطول قليلا من السيارات الأخف وزنا كي تقف، وهذا بالأساس يرجع إلى التشحيم المتزايد الناتج عن الوزن الأثقل في محاكم المخالفات المرورية والكثير من كتب الفيزياء، يجري تجاهل هذا التأثير بوجه عام.)
ويتوقف طول علامة الاحتكاك أيضًا على ظروف الطريق؛ فعادةً ما تكون العلامات أقصر حين يكون ثَمَّةَ حصى متناثر على الطريق وتكون العلامات أطول حين يكون الطريق أملس من كثرة الاستخدام. ولا علاقة لمسافة التوقف بعرض الإطارات؛ لأن قوى الاحتكاك الواقعة على الإطارات تعتمد عمومًا على الوزن الذي تتحمله هذه الإطارات وبنيتها وخصائص الالتحام بين الإطارات وسطح الطريق، ولا علاقة لها بعرض الإطارات.
وحين يكون الطريق جانا، يكون للتعريجات الموجودة على الإطارات تأثير ضئيل على المسافة التي تقطعها السيارة للتوقف؛ إلا أنها قد تكون ذات أهمية بالغة حين يكون الطريق مُبتلا. وإذا كان مستوى المياه عاليًا، كما هي الحال عند تساقط أمطار غزيرة، فإن الإطارات قد تنزلق (أو) يحدث ما يُسمَّى الانزلاق المائي) على طبقة رقيقة من المياه والتي تمنع بدورها حدوث أي احتكاك تقريبا. بعبارة أخرى، لا يحدث تلامس بين الإطارات والطريق لأن المياه لا تُنَحَّى على جانبي الطريق أو تُزاح من أسفل الإطارات. ويزداد الانزلاق المائي سُوءًا حين يكون الطريق مُتَّسخًا وتكون الأمطار قد بدأت تتساقط لتوها؛ لأن المياه والوحل يمتزجان ليُشكّلا بقعةً زلقة شديدة اللزوجة أشبه كثيرًا بالطمي السائل. هكذا، يقل الاحتكاك بين الإطار والطريق بشكل كبير، الأمر الذي يتفاجأ منه الكثير من السائقين الذين يتوقفون فجأةً لأنهم يظنُّون أنه مع بدء سقوط الأمطار لا يكون الطريق مبتلا بالدرجة الكافية لحدوث الانزلاق المائي. وبعد أن تغسل الأمطار الطريق وبعد أن يجف الطريق، يُصبح الاحتكاك بين الإطارات والطريق أكثر مما كان قبل سقوط الأمطار لأن الأوساخ قد أُزيلت. وتحتوي الإطارات المصممة لتقليل الانزلاق المائي على تعريجات تُوجه المياه أو تُزيحها من أسفل الإطارات نحو جانبي الطريق.
وإذا كانت كمية المياه غير كافية لحدوث الانزلاق المائي، فإنَّ بإمكانها أن تُقلل الاحتكاك الواقع على الإطارات بدرجة كبيرة. تلتصق الإطارات بسطح الطريق الجاف؛ لأن الوزن الواقع عليها يلصق الجزء السفلي من الإطار بالسطح بشكل مؤقت. وهذا الالتصاق يتيح للإطارات أن تتشابك بالسطح المتعرج لتنساب بين الشقوق البسيطة وتعلق وسط النتوءات البسيطة وهذا التعشيق الوثيق بين الإطارات وسطح الطريق المتعرج قد يُسفر عن المزيد من الاحتكاك الواقع على الإطارات أثناء إيقاف السيارة بشكل طارئ. ورغم ذلك، عندما يكون سطح الطريق مُبتلا، تمتلئ هذه الشقوق بالمياه. وحين تلتصق الإطارات بالطريق على نحو مؤقت، تنحبس المياه في هذه الشقوق، مما يجعل سطح الطريق أملس نسبيًّا ويزيل النتوءات فعليًّا؛ ومن ثَمَّ لا يكون في مقدور الإطارات أن تحتك بهذه النتوءات. وإذا بدأت السيارة تدور حول نفسها أثناء توقفها على نحو طارئ، فستكون العلامات الموجودة على الطريق منحنية. ويحدث دوران السيارة حول نفسها عند انغلاق العجلتين الخلفيتين قبل العجلتين الأماميتين أو قد يحدث بسبب انحدار الطريق. (عادةً ما يكون منتصف الطريق أعلى من جانبيه بهدف تصريف مياه الأمطار.
إذا كانت العجلات لا تزال تدور أثناء دوران السيارة حول نفسها، فإنها تحلُّ جانبي الطريق وتترك علامات الكحت التي ينقصها الخطوط المميزة لعلامات الاحتكاك، ربما يكون كلا النوعين من العلامات مُتقطِّعًا إذا كان الطريق غير مستو بالدرجة الكافية، مما يجعل السيارة ترتج أو إذا كانت المكابح غير مُتَّسقة والفواصل القصيرة في العلامات تكون عادةً بسبب الارتجاج، بينما الفواصل الأطول قد تُشير إلى ضغط قائد السيارة على المكابح على نحو متقطع.
الاكثر قراءة في الفيزياء العامة
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
