اصطکاک

اصطکاک چیست؟

هنگامی که دو جسم به هم سایده می شوند

نیروی به وجود می آید که در برابر این ساییدگی

مقاومت می کند ، نام این نیرو اصطکالک است .

اجسامی که دارای سطح صافی  هستند کمتر از اجسام

زبر تولید اصطکاک می کنند .

بنابراین هر چه میزان اصطکاک کمتر باشد سرعت حرکت

اجسام هم بیشتر می شود .

به همین دلیل است که چر خهای قطار و ریلهای راه آهن

دارای سطحی صاف هستند .

هنگامی که می خواهیم از سرعت جسمی کم کنیم

باید اصطکاک را افزایش دهیم .

برای مثال با ترمز کردن اصطکاک ایجاد کرد و از سرعت ماشین کاست .

اگر دو جسم به سرعت به هم ساییده شوند،

اصطکاک تولید گرما می کند .

اگر دستهایتان را به هم مالش دهید می توانید گرمایناشی از اصطکاک را احساس کنید .

دو نوع اصطکاک وجود دارد: لغزنده و غلتان .

اصطکاک لغزنده بیشتر از صطکاک غلتان است و به همین دلیل است

که غلتاندن اجسام آسان تر از سُر دادن انها می باشد .

******************************

اصطکاک هم مفید است و هم مضر .

اصطکاک چه ضررهایی دارد؟وجود اصطکاک در

دستگاهای مختلف باعث فرسایش و فرسودگی آنها می شود.

علاوه بر این باعث گرم شدن اجزای دستگاه می شود

ومقادیر بسیار زیادی انرژی هدر می رود .

همچنین وجود اصطکاک باعث فرسودگی چرخ های اتومبیل

هم می شود . روغن کاری قسمتهای برای روغن کاری استفاده

می شود . استفاده  از بلبرینگ نیز اصطکاک را کاهش می دهد .

بلبرینگ ها دارای سطح گرد و صاف هستند

و به هنگام تماس با اجزای دیگر روی آنها می غلتند .

**************************************************

اصطکاک چه مرایایی  دارد ؟ بدون وجود اصطکاک تغییرات بسیاری در دنیای

به وجود می آمد.

در چنین حالتی ما نمی توانستیم راه برویم، چون کفشهایمان

روی زمین  می لغزیدند و ما سر می خوردیم .

بدون اصطکاک اتومبیل ها هم نمی توانستند حرکت کنند

چون چر خها روی زمین سر می خورند و فقط در یک نقطه

می چرخیدند . هیچ میخ و پیچی به طور ثابت روی دیوار ها

باقی نمی ماند . حتی در دست گرفتن اشیا نیز کار دشواری

بود و در دست گرفتن قلم و نوشتن هم به سختی صورت می

گرفت . بدون اصطکاک هیچ ساختمانی بنا نمی شود

زیرا هیچ آجری به آجر دیگری نمی چسبید .

اصطکاک در تغییرات آب و هوایی هم تأثیر می گذارد .

بدون اصطکاک سرعت وزش بادها بسیار زیاد می شد

چرا که سرعت ملکولهای هوا هنگام تماس با سطح  زمین

تنها به دلیل اصطکاک کم می شود.

نيروي اصطكاك:

1) شخص نيروي كمي بر جسم وارد مي كند. جسم هيچ حركتي نمي كند.

1) نيروي نسبتا بزرگي بر جسم وارد مي كند. جسم به آرامي شروع به حركت مي كند.

3) شخصي در زميني هموار جسم را هل مي دهد. به محض اينكه دست از هل دادن بر ميدارد. بعد از مدتي جسم مي ايستد.

4) اتومبيلي در مسير افقي در حال حركت است به محض آنكه ترمز گرفته مي شود بعد از مدت كوتاهي مي ايستد.

در تمام اين موارد، نيرويي در خلاف جهت حركت، به جسم وارد مي شود. اين نيرو،اصطكاك نام دارد.

نيروي اصطكاك را در دو حالت بررسي مي كنيم.

1) جسم بر روي سطح كشيده مي شود ولي ساكن مي ماند.
حالت اول: اگر به جسم نيروي كوچكي وارد كنيم ، جسم ساكن مي ماند. نيروي اصطكاك در خلاف جهت به جسم نيرو وارد مي كند و جلوي حركت جسم را مي گيرد.

حالت دوم: اگر مقدار نيرو را كمي افزايش دهيم، نيروي اصطكاك نيز افزايش مي يابد و جلوي حركت جسم را مي گيرد، در اين صورت باز هم جسم ساكن مي ماند.
به اين نيروي اصطكاك ، نيروي اصطكاك ايستايي گفته مي شود.

حال اگر به اين جسم نيروي نسبتا بزرگي وارد شود، جسم ديگر ساكن نمي ماند و شروع به حركت مي كند.
در اين حالت نوع دوم نيروي اصطكاك را بايد بررسي كنيم.
2) جسم بر روي سطح در حال حركت است.
به اين نيروي اصطكاك ، نيروي اصطكاك جنبشي گفته مي شود.

نكته: جهت نيروي اصطكاك همواره در جهت مخالف حركت جسم بر روي سطح است.

عوامل موثر بر نيروي اصطكاك:

الف- نيروي عمودي تكيه گاه كه مقدار اين نيرو هميشه برابر نيروي وزن است.

ب- جنس سطح تماس دو جسم : 
صاف يا زبر بودن سطح
رطوبت

1) هر چه نيروي تكيه گاه(يا نيروي وزن جسم) بيشتر باشد، بايد نيروي بيش تري براي جابه جايي آن به كاربرد يعني نيروي اصطكاك بين دو سطح افزايش مي يابد.

2) هر چه سطح تماس بين دو جسم ناصاف تر باشد، اصطكاك بيش تري بين دو سطح وجود دارد بنابراين براي جابه جايي جسم بايد نيروي بيشتري وارد كرد.

3) رطوبت باعث مي شود دو سطح با يكديگر تماس كمتري داشته باشند، در نتيجه نيروي كمتري براي جابه جايي جسم لازم است.

نيروي اصطكاك در مواردي مفيد و در موارد ديگر مضر است.
موارد مفيد:

موارد مضر:
1) در هنگام حركت اتومبيل، بخشي از انرژي مكانيكي اتومبيل صرف غلبه بر اصطكاك مي شود.
2) در هنگام اسكي سواري

راههاي كم كردن اصطكاك
1) صاف كردن سطوح (از بين بردن فرورفتگي و برجستگي هاي دو سطح)

2)استفاده از چرخ، غلتك، ساچمه

3) روغن كاري سطوح

4) استفاده از تخت هوا

در بعضي از انواع قطارها توده ي فشرده اي از هوا بين قطار و ريل فاصله مي اندازد اين كار باعث    مي شود، اصطكاك بين ريل و قطار كاهش يافته و سرعت قطار افزايش يابد.

5) نوك تيز كردن سطوح: هر چه سطح جسمي كشيده تر باشد، سطح تماس آن با هوا كمتر است.
در اتومبيل هاي مسابقه براي كم شدن اصطكاك اتومبيل با هواي اطراف، اتومبيل ها را كشيده تر مي سازند.