مذكرة الترم الثانى2010

[الاستاذ عوض على]

الوحدة الأولى الإحتكاك
الدرس الأول : الإحتكاك

الإحتكاك :
- هو القوة التى تنشأ بين سطحى جسمين متلامسين
وتؤثر فى إتجاه معاكس لإتجاه االحركة
فتقل سرعة الجسم المتحرك

- مثال : تتحرك البلية مسافة أكبر على سطح من السيراميك
ومسافة أقل على سطح من الخشب
- وقوة الاحتكاك بين إطار الدراجة وسطح الأرض تقلل سرعة الدراجة

تتغير قوة الاحتكاك بتغير نوع مادة كل سطح :
- مثال : قوة الاحتكاك بين مكعب من الخشب ولوح خشبى تكون كبيرة
وانزلاقه فوقه يكون قليل ويقطع مسافة قليلة
- وقوة الاحتكاك بين عربة لعبة ولوح خشبى تكون قليلة
وانزلاقها فوقه يكون كبير وتقطع مسافة كبيرة

- كرة المطاط تتوقف عن الحركة بعد مسافة قصيرةعلى
أرضية فناء المدرسة
وتستمر فى الحركة مسافة ىأطول على أرضية الفصل
- تتغير قوة الاحتكاك بتغير نوع سطح الجسمين المتلامسين

- يعبر عن قوة الحتكاك بين سطحين بمقدار معين
كلما كان هذا المقدار كبيرا دل على ان قوة الاحتكاك كبيرة

التعبير البيانى :
- يختلف مقدار قوة الاحتكاك باختلاف نوع سطح المادة
- مثال اذا دفعت كرة من المطاطعلى أسطح مختلفة
- زجاج قوة الاحتكاك 3من عشره
- معدن : قوة الاحتكاك خمسة ونصف من عشرة
- مطاط : قوة الاحتكاك 6 من عشرة
- خرسانة : قوة الاحتكاك 4 ونصف من عشرة

أثر الاحتكاك على حركة الاجسام :
- يستمر الجسم متحركا بسرعة ثابتة وفى خط مستقيم
عندما تكون القوى المؤثرة عليه متعادلة
- مثال : الصندوق الخشبى يتحرك بسرعة ثابتةعندما
تكون قوة الاحتكاك مساوية لقوة الدفع

أنواع الاحتكاك :
- تكون قوة الاحتكاك بين الاجسام الصلبة
- وهناك قوة احتكاك فى الهواء
- وفى الماء ايضا
- فهناك مقاومة الهواء لحركة الأجسام التى تتحرك خلاله وتسمى مقاومة الهواء
- وهناك مقومة الماء لحركة الأجسام التى تتحرك خلاله وتسمى مقاومة الماء
وهى تعتبر نوع من قوى الاحتكاك

مقاومة الهواء لحركة الأجسام :
- نوع من قوى الاحتكاك وتنشأ عن حركة جسم فى الهواء
- نلاحظها فى الأشياء التى تتحرك بسرعات عالية
- مثال: عندما تجرى فى الهواء – هل تلاحظ تأثير مقاومة الهواء لحركتك
- عندما تركب دراجة هل تلاحظ
- فى حالة السيارة المتحركة تؤثر مقاومة الهواء عليها وتعوق حركتها
- يكون تأثير مقاومة الهواء كبيرا وواضحا عندما تتحرك السيارة بسرعات عالية
- ويقل تأثير مقاومة الهواء عندما تتحرك السيارة بسرعات منخفضة
- عندما يتساوى مقدار قوة مقاومة الهواء مع القوة التى تحرك السيارة
فالقوة المؤثرة على السيارة تكون متعادلة فتتحرك السيارة بسرعة ثابتة

- كلما زادت مساحة السطح المعرض للهواء ازداد مقدار مقاومة الهواء
اى ازداد مقدار قوة الاحتكاك بين الجسم المتحرك و الهواء

- علاقة مساحة السطح بقوة الاحتكاك
الشكل الإنسيابى يقلل مساحة سطح الجسم المعرض للهواء فيقل احتكاك الهواء

مثال : الشكل الإنسيابى للصواريخ – الطائرات – القطارات

- ويتضح فى حالة هبوط الخفاش الى الأرض
حيث يفرد أجنحته لزيادة مساحة سطح جسمه المعرض للهواء
فيؤدى إلى زيادة مقاومة الهواء له ويقلل من سرعة سقوطه

- ورجل المظلات يفتح المظلة ( الباراشوت)ليزيد مقاومة الهواء(قوة الاحتكاك)
ويقلل من سرعة سقوطه ويصل الى الأرض آمنا

مقاومة الماء لحركة الأجسام
- هى نوع من قوى الاحتكاك تنشأ عن حركة الجسم فى الماء

- عندما يتحرك جسم فى الماء بسرعة كبيرة مثل السفينة أو السمكة
فان قوة الإحتكاك بين الجسم المتحرك والماء تزداد بزيادة مساحة السطح المعرض للماء

- اتجاه حركة السمكة فى الماء يكون معاكسا لاتجاه القوة الناشئة عن الاحتكاك مع الماء

الشكل الإنسيابى للأجسام المتحركة :
يأخذ جسم السمكة شكل إنسيابى وكذلك القطارات والطائرات
لتسهيل حركتها وتقليل الاحتكاك فى الماء أو الهواء


الدرس الثاني
تطبيقات الاحتكاك :
1 - قوة الاحتكاك تبطئ أو توقف الحركة بين الأسطح المتلامسة
2 - وتكون دائما في عكس اتجاه الحركة

متى يحدث الاحتكاك :
1 - بين سطحين يتحرك احدهما بالنسبة للأخر مثل السيارة والطريق
2 - بين سطحين يتدحرج احدهما على الأخر مثل البلية والأرض
3 - حركة الأجسام في الهواء أو الماء

فائدة الاحتكاك :
1 - تنظيم حركة السيارة على الطريق
بالاحتكاك بين الإطارات والأرض
2 - التحكم في سرعة السيارة أو إيقافها
باستخدام الفرامل التي تعتمد على الاحتكاك
3 - يحميك من التزحلق على الأرض
4 - يساعد على الإمساك بالأشياء وبدون الاحتكاك تنزلق الأشياء من أيدينا
5 - إشعال عود الثقاب – الكبريت – لا يتم إلا بالاحتكاك
الحياة مستحيلة بدون الاحتكاك

أضرار الاحتكاك :
1 - تلف الأجزاء الداخلية للآلات الميكانيكية بسبب الاحتكاك بين أجزائها المتحركة المتلامسة
وينتج عن الاحتكاك ارتفاع درجة حرارة هذه الأجزاء
ويؤدى إلى تآكل أجزائها وتلف الآلة
2 - وتفقد قدرتها على التحمل مما يهدر كثير من الأموال

طرق تقليل قوى الاحتكاك :
1 - استخدام الشحوم والزيوت التي تكون طبقة رقيقة بين السطحين المتلامسين وتقلل الاحتكاك مثل
محرك السيارة
2 - استخدام ( رولمان البلى ) ووضعه بين الأجزاء المتحركة داخل الآلات الميكانيكية
- يتكون من مجموعة من الكريات المعدنية الصغيرة ذات الأسطح المصقولة الناعمة
فتكون قوى الاحتكاك بينها تكاد تكون منعدمة

التقليل من استهلاك وقود السيارة :
1 - عند ما تتحرك السيارة بسرعة كبيرة يزداد احتكاك الهواء مع جسم السيارة
فتزداد مقاومة الهواء وتؤثر في اتجاه معاكس لحركة السيارة
والتغلب على المقاومة يكون بزيادة الشغل المبذول المستمد من الوقود
ويزداد استهلاك الوقود
2 - لذلك يجب عدم زيادة سرعة السيارة عن حد معين للتقليل من قوة الاحتكاك بين الهواء وجسم السيارة
والسيارات الحديثة تزداد فيها الانسيابية فى التصميم لتقليل قوة احتكاك الهواء بها

الإطارات المطاطية ( كاوتش السيارة ) :
- تكون بها حفر ( نقوش)
1 - وجود الماء على الطرق يقلل قوة الاحتكاك بين الإطار والطريق ويقلل تحكم السائق في السيارة
2 - عندما تسير ببطء تضغط الإطارات على الماء أسفلها وتطردها للخارج
3 - وإذا سارت بسرعة كبيرة لا يكون هناك وقت كاف للضغط على الماء وطرده للخارج
ويظل الماء بين الإطارات والطريق
فيقل الاحتكاك بين الإطار والطريق ويصبح من الصعب التحكم في السيارة

4 - تصنع الإطارات بحيث يوجد حفرة أو قناة رفيعة في منتصف الإطار وعلى محيطه
هذه القناة تهيئ مكان لتجمع الماء فيها لمنع الماء من التجمع بين الإطارات والطرق
وتتصل بهذه القناة مجموعة من الحفر كل منها على شكل منحنى يمر خلالها الماء للخارج