مقالات
در حال خواندن
اگر اصطکاک نبود چه می شد؟
1

اگر اصطکاک نبود چه می شد؟

توسط Milad sakaki۹ آذر, ۱۳۹۵

بعضی ها فکر میکنند وجود اصطکاک فقط باعث اتلاف انرژی است و هیچ سودی برای ما ندارد خب حالا اگر اصطکاک نبود چه میشد؟اگه فقط برای یک لحظه نیروی اصطحکاک از بین بره مطمئناً زمین دگرگون میشد. تمام کوه ها و ناهمواره های سطح زمین فرومیرختن و سطح زمین کاملاً صاف و یکدست میشد. تمام درختان، ساختمان ها و هر چیز دیگه ای که داخل زمین پایه داشته باشن انگار در داخل یک حوضچه آب قرار گرفتن و بنابراین واژگون میشدن. موج های دریا تا جای ممکن در خشکی ها پیشروی میکردن و از لابلای ساختمان های در حال واژگونی به مسیر خودشون ادامه میدادن. سنگ های عظیم و بزرگی مثل حباب های گاز داخل آب ناگهان از داخل زمین بیرون میزدن و حتی به هوا پرتاب میشدن و برعکس خیلی از اجسام انگار که در داخل آب قرار دارن، در داخل خاک غرق میشدن (این دو مورد بخاطر چگالی مواد و قوانین شناور شدنه)! ضمناً همونطور که میدونی قاره ها برآمدگی هایی هستن که از برخورد صفحات تکتونیکی زمین بوجود اومدن و از کف اقیانوس ارتفاع گرفتن. بنابراین با صاف شدن ناهمواری های سطح زمین تمام قاره ها از بین میرفتن و در گودی اعماق اقیانوس قرار گرفته و محو میشدن و سرتاسر زمین تبدیل به دریایی کم عمق میشد. در این مرحله دیگه چیزی برای توصیف باقی نمیمونه جز دریایی که حتی یک موج یا قوس کوچک هم روی سطح اون دیده نمیشه (اَبَــر شاره). آب دریا در این وضعیت از بدنه کشتی ها بالا میره و هیچ راهی برای غرق نشدن اونها باقی نمیذاره. دریایی که البته مملو از اجسام شناور دیگه هم هست (از جمله خود انسان ها) که همگی ترمز بریده و بشدت در حال تصادم با همدیگرن. تصادم هایی که هیچوق تمومی نداره و تا ابد ادامه پیدا میکنه.حتی نمیتونستیم راه بریم.sciobv-191-05

اما اینجا تعریف مختصری هم از اصطکاک میکنیم.

اصطکاک

اگر بخواهیم مثالی بزنیم تا همه اصطکاک را حس کنند ساییدن دو دست به هم هست.

what-is-friction_3

اصطکاک نیرویی است که به سبب چگونگی سطح تماس دوجسم واندازه ی نیرویی که دو جسم را به هم می فشارد ایجاد می شود و با کشیده شدن آن دو روی یگدیگر مخالفت می کند.در دو وضعیت کاملا متناقض نیروی اصطکاک زیاد می شود.

friction

الف)وقتی سطح تماس دو جسم زبر باشد.بر جستگی های یکی در فرو رفتگی های دیگری فرو می رودونیروی اصطکاک زیاد می شود.هرچه این نا همواری ها بیشتر باشد .نیروی اصطکاک نیز بیشتر می شود.مثلا دو اجر روی هم مشکل تر کشیده می شوند تا یک شیشه روی یک اجر.

download-3

ب)وقتی سطح تماس دو جسم خیلی صیقلی باشد ،طوری 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.مثلا دوشیشه ی تخت روی یکدیگر به سختی کشیده می شوند واگر بین دو شیشه را خیس کنیم و آن دو را به هم فشار دهیم،هوااز بین دو شیشه خارج شده آب جای آن را می گیرد. بین مولکول های آب و شیشه ها پیوند مولکولی ایجاد می شودو شیشه روی یک دیگر بسیار سخت تر کشیده می شوند. ولی یک اجر روی یک شیشه راحت تر کشیده می شود.همچنین اگر نیرویی که دو جسم را به هم می فشارد افزا یش یابد نیروی اصطکاک زیاد می شود.images

ضریب اصطکاک ایستایی وضریب اصطکاک جنبشی

می خواهیم این دو عد ثابت را بهتر بشناسیم. به فرض جسمی روی سطح افقی قرار دارد.آن را با نیروی افقی متغیری می کشیم.فرض کنیداین نیروبه هدف ایجاد حرکت یکنواخت از صفر رو به افزایش می گذارد واگر لازم باشد کاهش نیز می یابد.ابتدا که نیرو زیاد می شود جسم حرکت نمی کند دراین حالت نیروی مذکور با نیروی اصطکاک ایستایی که مخالف حرکت است برابر است.بعد از مدتی این نیرو جسم را در آستانه ی حرکت قرار می دهد.یعنی ضربه ای کافی است تا جسم شروع به حرکت نماید.در این وضعیت نیروی مخالف یعنی اصطکاک را نیروی اصطکاک بیشینه می نامیم.داریم:

ضریب اصطکاک ایستایی=نیروی اصطکاک بیشینه تقسیم بروزن جسم

حالا اگربه جسم ضربه ای  بزنیم از دید خرد مقیاس بین نا همواری های سطح تماس جسم وزمین فاصله ای میکروسکوپی ایجاد می شود،لذا نیروی اصطکاک کم می شود،نیرو ها نابرابر می شوند وجسم از حال سکون شروع به افزایش سرعت می کند.ولی چون نیروبه هدف ایجاد حرکت یکنواخت  تغییر می کند،،نیروی محرک رو به کاهش می گذارد تا جایی که با نیروی اصطکاک جنبشی برابر شود.یعنی انتظار داریم ضریب اصطکاک جنبشی کمتر از ضریب اصطکاک ایستایی باشد.داریم:

ضریب اصطکاک جنبشی=نیروی اصطکاک جنبشی تقسیم بروزن جسم

عملا ضریب اصطکاک ایستایی از ضریب اصطکاک جنبشی بیشتر خواهد شد.

با تعاریف و توصیفاتی که از اصطکاک کردیم اگر یکم فکر کنیم میبینیم اصطکاک نقش مهمی در زندگی داره.

واکنش شما چیست؟
I like it
93%
interested
0%
Hate it
0%
What
7%
درباره نویسنده
Milad sakaki
دانشجوی مهندسی مکانیک

پاسخ بدهید