الانزلاق (الحركة)

الانزلاق هو نوع من الحركة بين سطحين متلامسين، ويختلف عن حركة التدحرج . وقد يحدث كلا النوعين من الحركة في المحامل .

تُقاوم الحركة النسبية أو الميل نحو هذه الحركة بين سطحين بفعل الاحتكاك . وهذا يعني أن قوة الاحتكاك تؤثر دائمًا على الجسم في الاتجاه المعاكس لسرعته (بالنسبة للسطح الذي ينزلق عليه). قد يُلحق الاحتكاك الضرر بالأسطح المتلامسة أو يُسبب تآكلها . ومع ذلك، يمكن تقليل التآكل عن طريق التشحيم . يُعرف علم وتكنولوجيا الاحتكاك والتشحيم والتآكل باسم علم الاحتكاك .

قد يحدث الانزلاق بين جسمين ذوي شكل عشوائي، بينما يُعرف الاحتكاك التدحرجي بأنه قوة الاحتكاك المصاحبة للحركة الدورانية لجسم دائري أو قرصي الشكل على سطح ما. عمومًا، تكون قوة الاحتكاك التدحرجي أقل من قوة الاحتكاك الحركي الانزلاقي . ^{[ 1 ]} وتكون القيم النموذجية لمعامل الاحتكاك التدحرجي أقل من معامل الاحتكاك الانزلاقي. ^{[ 2 ]} وبالتالي، ينتج عن الاحتكاك الانزلاقي عادةً صوتًا وحرارةً أكبر. ومن أكثر الأمثلة شيوعًا على الاحتكاك الانزلاقي حركة إطارات المركبات أثناء الكبح على الطريق ، وهي عملية تولد حرارة وصوتًا كبيرين ، وتؤخذ عادةً في الاعتبار عند تقييم مستوى تلوث الضوضاء على الطرق . ^{[ 3 ]}

الاحتكاك الانزلاقي (ويُسمى أيضًا الاحتكاك الحركي) هو قوة تلامس تُقاوم حركة انزلاق جسمين أو جسم وسطح. ويكون الاحتكاك الانزلاقي دائمًا أقل من الاحتكاك السكوني؛ ولذلك يسهل تحريك جسم ما بمجرد بدء حركته بدلًا من تحريكه من وضع السكون.

${\displaystyle F_{k}=\mu _{k}\cdot N}$

حيث F _k هي قوة الاحتكاك الحركي، و μ _k هو معامل الاحتكاك الحركي، وN هي القوة العمودية .

• التزلج على الجليد
• دفع جسم عبر سطح ما
• فرك اليدين معًا (تولد قوة الاحتكاك حرارة).
• سيارة تنزلق على الجليد
• سيارة تنزلق عند انعطافها عند زاوية
• فتح نافذة
• أي حركة تقريبًا يحدث فيها تلامس بين جسم وسطح

• السقوط في ممر البولينج

يمكن نمذجة حركة الاحتكاك الانزلاقي (في أنظمة الحركة البسيطة) بواسطة قانون نيوتن الثاني

${\displaystyle \sum F=ma}$

${\displaystyle F_{E}-F_{k}=ma}$

أين${\displaystyle F_{E}}$هي القوة الخارجية.

• يحدث التسارع عندما تكون القوة الخارجية أكبر من قوة الاحتكاك الحركي.
• يحدث التباطؤ (أو التوقف) عندما تكون قوة الاحتكاك الحركي أكبر من قوة الاحتكاك الخارجي.
  • وهذا يتوافق أيضاً مع قانون نيوتن الأول للحركة حيث توجد قوة محصلة تؤثر على الجسم.
• تحدث السرعة الثابتة عندما لا توجد قوة محصلة على الجسم، أي أن القوة الخارجية تساوي قوة الاحتكاك الحركي.

الحركة على مستوى مائل

من المسائل الشائعة التي تُطرح في دروس الفيزياء التمهيدية مسألة انزلاق جسم يتعرض للاحتكاك على سطح مائل ، سواءً كان صعوداً أو هبوطاً . يوضح مخطط الجسم الحر على اليمين هذه المسألة.

مركبة قوة الجاذبية في اتجاه الميل تعطى بالصيغة التالية: ^{[ 4 ]}

${\displaystyle F_{g}=mg\sin {\theta }}$

القوة العمودية (العمودية على السطح) تُعطى بالعلاقة التالية:

${\displaystyle N=mg\cos {\theta }}$

لذلك، وبما أن قوة الاحتكاك تعاكس حركة الكتلة،

${\displaystyle F_{k}=\mu _{k}\cdot mg\cos {\theta }}$

لإيجاد معامل الاحتكاك الحركي على سطح مائل، يجب إيجاد اللحظة التي تتساوى فيها القوة الموازية للسطح مع القوة العمودية عليه؛ ويحدث هذا عندما يتحرك الجسم بسرعة ثابتة بزاوية معينة.${\displaystyle \theta }$

${\displaystyle \sum F=ma=0}$

${\displaystyle F_{k}=F_{g}}$أو${\displaystyle \mu _{k}mg\cos {\theta }=mg\sin {\theta }}$

وقد تبين هنا ما يلي:

${\displaystyle \mu _{k}={\frac {mg\sin {\theta }}{mg\cos {\theta }}}=\tan {\theta }}$أين${\displaystyle \theta }$هي الزاوية التي يبدأ عندها الجسم بالتحرك بسرعة ثابتة ^{[ 5 ]}