• بازدید : 45 views
  • بدون نظر
این فایل در ۷صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

اصطکاک نیروی مقاومتی است که در برابر حرکت اجسام به وجود می‌آید. این نیرو همواره در خلاف جهت حرکت ایجاد شده و با حرکت اجسام مخالفت می‌کند. برای ایجاد حرکت در اجسام باید نیرویی بزرگ‌تر از نیروی اصطکاک در جهت حرکت اعمال کرد. اصطکاک به عواملی چون نیروی عمودی، شرایط سطح‌های تماس از نظر زبری، جنس سطح‌های تماس بستگی دارد و در صورتی که تغییرات دما به‌گونه‌ای باشد که موجب تغییر زبری سطح تماس شود، در افزایش یا کاهش اصطکاک موثر است.N نیروی عمودی تکیه‌گاه و μ ضریب اصطکاک است.
هرگاه به جسمی که بر یک سطح افقی در حالت سکون است نیروی افقی وارد شود و جسم حرکت نکند و در حال سکون باقی بماند، نشانگر آن است که برآیند نیروهای وارده بر آن صفر است. پس نیرویی به اندازه نیروی وارده، بر جسم وارد می‌شود که نیروی F را خنثی می‌کند. این نیرو، نیروی اصطکاک ایستایی نامیده می‌شود و از برهم‌کنش بین دو سطحی که نسبت به هم ساکن هستند و با هم در تماس‌اند به‌وجود می‌آید.
اگر نیروی F را بزرگ‌تر کنیم به‌طوری که جسم در آستانه حرکت قرار گیرد، در این حالت نیروی اصطکاک در آستانه حرکت نامیده می‌شود.
نیروی اصطکاک جنبشی
با حرکت جسم جامد بر سطح جسم جامدی دیگر، نیرویی موازی سطح تماس به هریک از دو جسم از طرف جسم دیگر، وارد می‌شود که نیروی اصطکاک جنبشی نام دارد. نیروی اصطکاک جنبشی از برهم‌کنش بین دو سطحی که نسبت به هم متحرک می‌باشند و با هم تماس دارند به وجود می‌آید. جهت نیروی اصطکاک جنبشی در خلاف جهت حرکت جسم است.
همواره نیروی اصطکاک ایستایی بزرگ‌تر از نیروی اصطکاک جنبشی است. طبق قانون اول نیوتن که قانون اینرسی هم نامیده می‌شود، جسم در حال سکون تمایل دارد در حالت سکون باقی بماند و چنان‌چه حرکت یک‌نواخت دارد به حرکت خود ادامه دهد. زمانی که به جسمی ساکن نیرو وارد می‌شود تا شروع به حرکت کند باید بر نیروی اینرسی و نیروی اصطکاک غلبه کرد. اما زمانی که جسم در حال حرکت یک‌نواخت و بدون شتاب است تنها غلبه بر نیروی اصطکاک وجود دارد، پس به نیروی کمتری نیاز خواهد بود.
تقسیم‌بندی دیگری هم وجود دارد:

اصطکاکِ خشک
هرگاه بین دو جسم ماده سومی مانند روغن، آب و.. وجود نداشته باشد، اصطکاک به‌وجود آمده را اصطکاکِ خشک می‌نامند.
اصطکاکِ تر
اگر بین دو جسم ماده سومی مانند روغن، آب و… وجود داشته باشد، اصطکاک به‌وجود آمده را اصطکاکِ تر می‌نامند
نیروی اصطکاک ایستایی 
برخلاف تصوّر اوّلیه نیروی اصطکاک حتی موقعی که جسمی ساکن است می‌تواند وجود داشته باشد. در مثال زیر باربری را ملاحظه کنید که آماده می‌شود تا جعبه را روی سطح زمین به سمت جلو بکشد.
الف) جعبه روی سطح افقی قرار دارد ولی باربر آن را نمی کشد. در این حالت فقط نیروی وزن و نیروی عمودی تکیه گاه به جعبه وارد می‌شود که به علت سکون جعبه نیروی برآیند صفر  می‌باشد و خبری از نیروی اصطکاک نیست.  

ب) باربر به کمک طناب شروع به کشیدن جعبه می‌کند اما نیروی وارده کم بوده و در نتیجه جعبه حرکتی نمی کند. حال اگر باز قانون اوّل نیوتن را برای جعبه پیاده کنیم کماکان دو نیروی وزن و نیروی عمودی تکیه گاه همدیگر را خنثی کرده و لیکن در این حالت حتماً بایستی نیرویی به موازات سطح ولی در خلاف جهت وجود داشته باشد که نیروی جلو برنده باربر را خنثی کند، این نیرو همان نیروی اصطکاک ایستایی است. اما این بار دیگر صفر نیست.  

ج) باربر برای حرکت جعبه (نیرو) تلاش خود را زیاد و زیادتر می‌کند ولی جعبه شروع به حرکت نکرده، پس در نتیجه اصطکاک ایستایی پابه پای نیروی جلوبرنده زیاد و زیادتر می‌شود. می‌بینیم که این خاصیت نیروی اصطکاک ایستایی دقیقا مشابه نیروی عمودی تکیه گاه می‌باشد که رابطه مشخصی ندارد.  

د) و بالاخره باربر آنقدر نیروی خود را زیاد می‌کند که اصطلاحاً جعبه در آستانه حرکت قرار می‌گیرد به صورتی که با یک تکان (نیروی) بسیار جزئی جعبه شروع به حرکت می‌کند به این نیروی اصطکاک بیشینه یا fsmax می‌گویند.  

نکته: از آنجایی که تا قبل از آستانه حرکت نیرو همواره در حال تغییر است رابطه‌ای برای محاسبه fsmax وجود ندارد و روش یافتن fs استفاده از قانون اوّل نیوتن است. اما آزمایشها نشان می‌دهد که جسم در آستانه حرکت نیروی اصطکاکی متناسب با مقدار نیروی عمودی تکیه گاه از خود بروز می‌دهد که مقدار آن از رابطه زیر به دست می‌آید.
 

در این رابطه  ضریب اصطکاک ایستایی نام دارد که بسته به جنس سطح تماس دو جسم مقدار آن برای هر سطحی پس از محاسبه به عنوان یک مقدار ثابت در نظر گرفته می‌شود با این حساب می‌توانیم بگوییم مقدار نیروی اصطکاک تا قبل از شروع حرکت بسته به نیروی وارده می‌تواند مقادیر زیر را به خود بگیرد.

عتیقه زیرخاکی گنج