الفيزياء · المسرد

ما معنى القوة الناظمية والاحتكاك؟

يُعرف أيضًا باسم: قوة ناظمية · معامل الاحتكاك

تعريف 25.11 فيزياء المرحلة الثانوية · الفصل 25 — قوانين نيوتن

يؤثر السطح في جسم بمركّبتين: القوة الناظمية N\vect N، وهي عمودية على السطح، والاحتكاك f\vect f، وهو مماسّي. وتعطي التجربة قوانين الاحتكاك: فما دام الجسم لا ينزلق، يضبط الاحتكاك السكوني نفسه حتى سقف قدره fsμsNf_s \leq \mu_s N؛ ومتى انزلق، صار الاحتكاك الحركي fk=μkNf_k = \mu_k N، ضد الانزلاق. ومعاملا الاحتكاك μs\mu_s وμk\mu_k (μkμs\mu_k \leq \mu_s) لا يتوقفان إلا على المادتين.

مخطط القوى المعزول على المنحدر: الوزن P، والقوة الناظمية N، والاحتكاك f صاعدًا على المنحدر لكتلة تنزلق نازلة. وتقسم المحاور الموازية و العمودية للمنحدر المتجهةَ P إلى mg وmg (بالمتقطع).
مخطط القوى المعزول على المنحدر: الوزن P\vect P، والقوة الناظمية N\vect N، والاحتكاك f\vect f صاعدًا على المنحدر لكتلة تنزلق نازلة. وتقسم المحاور الموازية و العمودية للمنحدر المتجهةَ P\vect P إلى mgsinαmg\sin\alpha وmgcosαmg\cos\alpha (بالمتقطع).

أمثلة

مثال 25.12 (المنحدر، مرتين)

تنزلق كتلة على منحدر زاويته α\alpha؛ والمحاور: xx نازلًا على المنحدر، وyy عموديًّا عليه. فعلى yy: N=mgcosαN = mg\cos\alpha. وعلى xx، بلا احتكاك: ma=mgsinαma = mg\sin\alpha، ومنه a=gsinαa = g\sin\alpha — بلا كتلة؛ وعند α=30\alpha = 30^\circ، a=4.9m/s2a = 4.9\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}. ومع احتكاك حركي: a=g(sinαμkcosα)a = g(\sin\alpha - \mu_k\cos\alpha)؛ ومن أجل μk=0.20\mu_k = 0.20، a=9.81(0.5000.173)=3.2m/s2a = 9.81\,(0.500 - 0.173) = 3.2\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^{2}. أما بقاؤها في مكانها أصلًا فلم يكن إلا ما دام الاحتكاك السكوني اللازم يسع تحت سقفه: tanαμs\tan\alpha \leq \mu_s.

اقرأ في الفصل ←