قوانين الاحتكاك الانزلاقي

لنفترض ان جسما وزنه (w) يستقر على سطح أفقي خشن حسب قانون نيوتن الثالث يؤثر السطح في الجسم بقوة (N) ، هي رد فعل السطح ، وهي تساوي وزن الجسم (w) ، وتضادها ولها خط العمل نفسه ، لاحظ الشكل (1 أ)

(الشكل1)

دعنا الآن نشد الجسم بقوة (T) من خلال ميزان نابضي (الشكل 2-ب) . اذا كانت قوة الشد في البداية صغيرة ، فإن الجسم لا يتحرك ، وبذلك نستنتج ان قوة الاحتكاك (Fr) تساوي ، (Ty) ويبقى الأمر كذلك الى ان يوشك الجسم على البدء بالحركة . ولنفترض أن قوة الشد في هذه الحالة هي (T) ، وهي تساوي قوة الاحتكاك الجديدة (Fs) وبتغيير رد فعل السطح (N) ، (وذلك بوضع عيارات على الجسم) ، نحصل على قيم مختلفة لقوة الاحتكاك عندما يكون الجسم على وشك الحركة . وبقسمة قوة الاحتكاك عندما يكون الجسم على وشك الحركة على رد الفعل العمودي للسطح نحصل على قيمة ثابتة s)μ(، وهذه القيمة تبقى ثابتة طالما بقي السطحان كما هما (أي لم يتغيرا) : أي أن :

................(1)

حيث (Fs) يرمز الى قوة الاحتكاك عندما يكون الجسم على وشك الحركة ، و(N) ترمز الى رد الفعل العمودي ويسمى (_sμ) معامل الاحتكاك الاستاتيكي ومن العلاقة (1) ، وبالضرب التبادلي نحصل على :

والجدير بالذكر أن قوة الاحتكاك هذه هي اكبر قوة احتكاك بين سطحي الجسمين ، إذ أن الجسم المنزلق حالما يبدأ بالحركة تقل قوة الاحتكاك (ويلاحظ ذلك من انخفاض قيمة الشد في النابض) . وتسمى قوة الاحتكاك في حالة حركة الجسم بقوة الاحتكاك الحركية (F_k) ، كما يسمى معامل الاحتكاك في هذه الحالة بمعامل الاحتكاك الحركي (μ_k) إن العلاقة بين قوة الاحتكاك الحركية (F_k) ومعامل الاحتكاك الحركي (μ_k) هي :

وقد وجد أن معاملي الاحتكاك الاستاتيكي والحركي يعتمدان على طبيعة سطحي الجسمين اللذين ينزلق احدهما على الآخر . إذ يعتمدان على نوعي السطحين (حديد على حديد ، خشب على خشب ، وزجاج على زجاج ، وفلز على خشب ... الخ) ، كما يعتمدان على مدى خشونة السطحين . فيزداد كل من المعاملين عندما يكون السطحان خشنين ، ويقل كل من المعاملين عندما يكون السطحان أملسين . غير أن كلا من المعاملين لا يتغير بتغير سرعة الجسم المنزلق ، كما أنهما لا يعتمدان على مساحة الاتصال بين السطحين .