بحث عن فوائد وأضرار الاحتكاك

بحث عن فوائد وأضرار الاحتكاك

محتويات

ما هي فوائد الاحتكاك؟

اكتُشِفت أول فائدة للاحتكاك قبل 500,000 إلى 1000,000 سنة، عندما توصل البشر إلى أنه عند فرك عودين ببعضهما البعض لتنشأ حرارة ثم تشتعل النار، وبدون الاحتكاك ستكون الحياة صعبةً للغاية، ولن تتحرك المواد باتزان على الأرض، وندرج فيما يلي أهم فوائد ومزايا ظاهرة الاحتكاك[١][٢]:

يمنع الاحتكاك الساكن الانزلاقات

ينشأ الاحتكاك عند استقرار جسم ما على سطح أو التلامس معه، كالمشي على الشارع مثلًا أو الصعود على قمة جبل، وبدون هذا الاحتكاك الساكن ستنزلق قدمي الماشي وكأنه يمشي على لوح من الجليد الذي يعدم في حالته الاحتكاك الثابت أو يكون بأقل نسبه، فيعمل الاحتكاك على خلق قوة لتتماسك القدمين على سطح الأرض فيُمنع السقوط.

يساعد الاحتكاك الانزلاقي على إيقاف المركبات

فبعد الضغط على مكابح السيارة يساعد الاحتكاك المنزلق على توقفها، إذّ تضغط الفرامل على الجزء الداخلي من أسطوانة الفرامل، وتنشأ قوة احتكاك تُبطئ سرعة السيارة، ونفس الأمر ينطبق على الفرامل المطاطية للدراجة، ومثله عندما يتيح الاحتكاك لرأس قلم الرصاص بأن يسير على الورقة أثناء الكتابة تاركًا الأثر المطلوب عند استخدامه.

يحافظ الاحتكاك الدوارني على توازن حركة المركبات

إذ تنشأ قوة مضاعفة في الاحتكاك المتدحرج والتي بدورها تؤثر على الجزء العلوي من أي جسم على غرار باقي الأجزاء، كتحرُّك العجلة على الشارع، إذ تسمى هذه القوة بمقاومة التدحرج أو السحب المتدحرج، وتضعط هذه القوة على العجلة وهي تسير على السطح ما يمنع البكرات من الانزلاق عليه.

يساعد احتكاك السوائل على طيران الطائرات وطفو المظلات

تنطبق قوة الاحتكاك على الأجسام غير الصلبة كالماء والهواء والغازات، فللهواء سماكة أو احتكاك داخلي يسمى اللزوجة، ويحدث احتكاك السوائل عندما يحتك الهواء المحيط بجناح الطائرة مثلًا مع طبقات الهواء التي تعلوه، مما يوازن الطائرة ويجعلها ثابتةً في الهواء فتقاوم هذه القوة جزءها الداخلي من المظلة لتهبط بثبات عند انزلاق القافز على الأرض.

يساعد الاحتكاك في إتمام عمليات اللحام

نحتاج لعملية اللحام لعدة أمور ضرورية في حياتنا؛ كلحام الجسور وغيرها، كما تساعد الحرارة الناجمة عن احتكاك الأجسام المُراد لحمها على جعلها أكثر مرونةً، ولحمها قبل أن تبرد وترجع لطبيعتها الصلبة.

يخفف الاحتكاك من المضار التي قد تلحقها الرياح الشديدة

فالتضاريس الطبيعية والمباني والأشجار جميها أجسام تصطدم بالرياح فينشأ بينهما احتكاك، يقلل من الآثار السلبية لهذه الرياح.

يحمي الاحتكاك الكوكب من النيازك والكويكبات التي قد تدمره

فاحتكاك الغلاف الجوي بالمخلفات الفضائية يعمل على إبطاء سرعة هذه المخلفات بل ويمكن أن يفككها تمامًا.


ما هي أضرار الاحتكاك؟

بعد تعرُّفنا على مزايا وفوائد ظاهرة الاحتكاك لا بد أن نتعرف على مضار وعيوب الاحتكاك، وهي[١]:

تُلحق الحرارة الناجمة عنه مضارًا عدة

فقد تؤدي درجة الحرارة الناتجة عن الاحتكاك ارتفاعًا في درجة حرارة الآلات مثلًا؛ ما يؤدي إلى ضعف كفاءتها وإبطاء سرعتها وقد يصل الأمر إلى تعطُّلها.

يسبب تلفًا في الأجسام المتلامسة

فالاحتكاك يُتلف المواد الملامسة لبعضها البعض كالأحذية القديمة مثلًا؛ إذ يُلاحظ اهتراءها وضعف كفاءتها، ونفس الأمر ينطبق على الآلات وجميع المواد الملامسة لغيرها من الأجسام.

يسبب صعوبةً في تحريك الأجسام

لا سيما إن كانت الأجسام مستقرةً على أسطح خشنة؛ فقد يكون الأمر شبه مستحيل بفعل قوة الاحتكاك الناشئة بين الجسم والسطح الغليظ.

يضر احتكاك المواد الصلبة البشرة والجسم

ذلك لأنّ احتكاك بعض الأجسام الصلبة والضيقة على الجسم يؤدي لماضر صحيةً على البشرة كالتهيجات والإصابات وغيره.


للاحتكاك أنواع، تعرّفي عليها

للاحتكاك أنواع عدة تعتمد على نوع الحركة والأجسام المحتكة ببعضها، وهي[٣]:

  1. الاحتكاك الساكن: وهو القوة التي تنشأ بين الأسطح والأجسام المستقرة عليها، ويظهر هذه النوع عندما تتساوى قوة الاحتكاك الساكن مع الاتجاه المعاكس عند إحداث قوة بسيطة لا تُذكر، وعندما تزداد القوة عن نقطة معينة يصل الاحتكاك الثابت فيها إلى أقصى درجاته، ويشار إلى معامل الاحتكاك الساكن علميًا بالرمز (s).
  2. الاحتكاك الانزلاقي: وينشأ هذا النوع عند ظهور المقاومة بين أي جسمين ينزلقان على بعضهما البعض.
  3. الاحتكاك التدحرجي أو الدوراني: ويظهر هذا النوع عند مقاومة حركة كرة أو عجلة، علمًا أنه يعدُّ أضعف نوع من أنواع الاحتكاك.
  4. احتكاك السوائل: وهو الاحتكاك الحاصل بين طبقات المواد السائلة عندما تتحرك وتحتك ببعضها البعض.


تطبيقات واستخدامات الاحتكاك في الحياة اليومية

هنالك العديد من الأمثلة والتطبيقات التي تحدث في حياتنا اليومية والناجمة عن ظاهرة الاحتكاك؛ نذكرها كالآتي تبعًا لكل نوع من أنواع الاحتكاك[٣]:

تطبيقات واستخدامات الاحتكاك الساكن

  1. التزلج على الجليد.
  2. ثبات أي جسم على أي سطح ساكن دون انزلاقه؛ كثبات مصباح الطاولة على سطحها.
  3. توليد الحرارة عند فرك الكفين ببعضهما البعض.

تطبيقات واستخدامات الاحتكاك المنزلق

  1. تحريك أي جسم على سطح بواسطة قوة مقاومة.
  2. انزلاق البطاقات البلاستيكية أو الكرتونية عن بعضها البعض ضمن المجموعة.

تطبيقات واستخدامات الاحتكاك المتدحرج أو الدوراني

  1. سير عجلة المركبات والحافلات والدراجات الهوائية.
  2. دحرجة الأجسام الأسطوانية على سطح الأرض؛ كساق شجرة أو تدحرج الأطفال على جنبيهما عند اللعب.

تطبيقات واستخدامات احتكاك السوائل

  1. السباحة.
  2. تدفق الحبر بداخل الأقلام.


أسئلة تجيب عنها حياتكِ

هل توجد كتب مشهورة عن الاحتكاك؟

هنالك العديد من الكتب التي تتناول هذه الظاهرة بتفاصيلها، ونذكر أفضلها فيما يلي[٤]:

  1. كتاب (Shades of Earth): إذ يتناول الكتاب الظاهرة من خلال سرد قصة لشخصين كانا في سفينة فضائية كانت قد أُطلقت لاكتشاف الكون، وقد استعدا لبناء مستقبليهما، وهما في مرحلة من استكشاف الأسرار الغامضة للأرض.
  2. كتاب (The Immortality Game): ويبين هذا الكتاب ظاهرة الاحتكاك من خلال قصة خيالية تتناول مرحلة ترميم العالم بعد انهيار مجتمعه كاملًا في أواخر العقد الأول من القرن 21.
  3. كتاب (Across the Universe): ويروي الكتاب قصة فتاة تبلغ من العمر 17 عامًا، قد ارتحلت عبر سفينة فضائية مع البضائع المجمدة، ويفترض أن تستيقظ بعد 300 عام من المستقبل، ولكنها أفاقت قبل مرور 50 عام، ومن خلال تواجدها في عالمها الجديد باتت تعيش وتتعايش وفقًا لقواعد خاصة بها.

هل يمكن تقليل الاحتكاك؟

نعم يمكن التقليل من الاحتكاك بعدة طرق، منها[٥]:

  1. استخدام أسطح ناعمة تخدم حركة الأجسام عليها بسهولة وسلاسة للتقليل من الاحتكاك.
  2. أن نستبدل نوع الاحتكاك المنزلق بنوع الاحتكاك المتدحرج بواسطة نقل الأجسام المحتكة على محامل توفر حركة العناصر المتدحرجة كالعجلات مثلًا.
  3. زيادة اللزوجة على الأسطح عن طريق وضع الزيوت أو مواد التشحيم.


المراجع

  1. ^ أ ب VIVIAN FALAE , "Advantages and disadvantages of friction in daily life ", legit, Retrieved 7/4/2021. Edited.
  2. Laurie Brenner (29/4/2018), "List of the Advantages of Friction", sciencing, Retrieved 7/4/2021. Edited.
  3. ^ أ ب "Types Of Friction", byjus, Retrieved 7/4/2021. Edited.
  4. "Best Science Friction Books", goodreads, Retrieved 7/4/2021. Edited.
  5. "How to Reduce Friction between Surfaces", machinerylubrication, Retrieved 7/4/2021. Edited.