Physics
📄 اطبع pdf
00971504825082
قوة الاحتكاك الحركي والسكوني
Kinetic and static friction force
قوة الاحتكاك
الاحتكاك السكوني والحركي - معامل الاحتكاك
قوة الاحتكاك
قوّة الاحتكاك هي عبارة عن مُقاومة جسم للحركة؛ حيثُ يتحرَّك هذا الجسم على سطح جسم آخر. قوّة الاحتكاك لا تُعتبر قوّة أساسيّة كقوّة الجاذبيّة أو القوّة الكهرومغناطيسيّة؛ حيثُ يرى العلماء أنَّ قوّة الاحتكاك هي نتاج التجاذُب الكهرومغناطيسيّ بين الجُزيئات المشحونة لسطحين مُتلامسين.
اتجاهها دوماً عكس حركة الجسم وهي موازية للسطح الذي يتحرك عليه الجسم.
يوجد نوعين من قوة الإحتكاك:
إحتكاك سكوني وتظهر عندما نؤثر بقوة شد على الجسم ويكون الجسم ساكن.
إحتكاك حركي وتظهر عندما نؤثر بقوة شد على الجسم ويكون الجسم متحرك.
تجربة تفاعلية: قوى الاحتكاك السكوني والحركي
5 كجم
0.0 نيوتن
ساكن
5kg
قوة الشد: 0.0N
قوة الاحتكاك: 0.0N
قوة الاحتكاك السكوني القصوى:
قوة الاحتكاك الحركي: 0.0 نيوتن
معامل الاحتكاك السكوني:
معامل الاحتكاك الحركي: 0.0
الكمية
القيمة
الوحدة
التغذية الراجعة
قوة الاحتكاك السكوني القصوى
نيوتن
القوة المتعامدة (رد فعل السطح)
نيوتن
معامل الاحتكاك السكوني
بدون وحدة
قوة الاحتكاك الحركي
0.0
نيوتن
معامل الاحتكاك الحركي
بدون وحدة
العلاقة بين قوة الشد وقوة الاحتكاك
مثال 1) حدد القوى المؤثرة على الأجسام التالية:
أثرت قوة شد نحو اليمين موازية للسطح الأفقي الخشن والجسم بقي ساكن
أثرت قوة شد نحو اليمين تميل عن الأفق بزاوية فتحرك الجسم على مستوى أفقي خشن
أثرت قوة شد موازية للسطح لترفع الجسم إلى قمة المستوى المائل الخشن
ترك جسم ينزلق على مستوى مائل خشن
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الحل:
1. الجسم الأول: قوة الشد نحو اليمين، قوة الاحتكاك السكوني نحو اليسار، الوزن نحو الأسفل، والقوة العمودية نحو الأعلى.
2. الجسم الثاني: قوة الشد بزاوية، مركبة أفقية (يمين) ومركبة عمودية (أعلى)، قوة الاحتكاك الحركي (يسار)، الوزن (أسفل)، والقوة العمودية (أعلى).
3. الجسم الثالث: قوة الشد (أعلى المستوى)، قوة الاحتكاك (أسفل المستوى)، الوزن (أسفل)، والقوة العمودية (عمودية على المستوى).
4. الجسم الرابع: الوزن (أسفل)، القوة العمودية (عمودية على المستوى)، وقوة الاحتكاك الحركي (أعلى المستوى، عكس الحركة).
معامل الاحتكاك
معامل الاحتكاك السكوني
معامل الاحتكاك السكوني هو رقم عددي (بدون وحدة) يمثل النسبة بين أقصى قيمة لقوة الاحتكاك السكوني إلى قيمة القوة المتعامدة.
\[μ_S = \frac{F_{S_{max}}}{F_N}\]
معامل الاحتكاك الحركي
معامل الاحتكاك الحركي هو رقم عددي (بدون وحدة) يمثل النسبة بين قوة الاحتكاك الحركي (أثناء انزلاق الجسم) والقوة العمودية على السطح.
\[μ_k = \frac{F_k}{F_n}\]
القيم النموذجية:
المادة
μs (سكوني)
μk (حركي)
مطاط على أسفلت
1.0
0.8
خشب على خشب
0.5
0.3
جليد على جليد
0.1
0.05
معدن على معدن
0.4
0.3
لاحظ دوماً معامل الاحتكاك السكوني أكبر من معامل الاحتكاك الحركي.
في هذه المحاكاة سوف نؤثر بقوة شد أفقية أو مائلة على جسم موضوع على مستوى أفقي خشن ونحدد مقدار معامل الاحتكاك السكوني والحركي.
هل تعادل القيم الموجودة في الأيقونات السفلية على اليمين؟
اعتبر قيمة \[g = 9.75 \frac{m}{s^2}\]
إلعب وتعلم (القوى المؤثرة على صندوق تم سحبه)
مقارنة بين قوة الاحتكاك السكوني والحركي
من خلال التجربة أكمل بيانات الجدول التالي:
نقطة المقارنة
الجسم على وشك الحركة
الجسم يتحرك
نوع قوة الاحتكاك
متى نحصل عليها
الاتجاه
المقارنة في المقدار
وحدة القياس
العوامل المؤثرة (أذكر عاملين)
نقطة المقارنة
الاحتكاك السكوني
الاحتكاك الحركي
نوع قوة الاحتكاك
قوة الاحتكاك السكوني
قوة الاحتكاك الحركي
متى نحصل عليها
عندما يكون الجسم ساكنا
عندما يكون الجسم متحركا
الاتجاه
عكس اتجاه القوة المؤثرة
عكس اتجاه الحركة
المقارنة في المقدار
أكبر
أصغر
وحدة القياس
نيوتن (N)
نيوتن (N)
العوامل المؤثرة
طبيعة السطحين، القوة الضاغطة بين السطحين
Friction Force
Static and Kinetic Friction - Coefficient of Friction
Friction Force
Friction force is the resistance of an object to motion when it moves on the surface of another object. Friction force is not considered a fundamental force like gravity or electromagnetic force; scientists see it as the result of electromagnetic attraction between charged molecules of two touching surfaces.
Its direction is always opposite to the motion of the object and parallel to the surface on which the object moves.
There are two types of friction force:
Static friction appears when we apply a tension force on the object and the object is stationary.
Kinetic friction appears when we apply a tension force on the object and the object is moving.
Interactive Experiment: Static and Kinetic Friction Forces
5 kg
0.0 N
Stationary
5kg
Tension: 0.0N
Friction: 0.0N
Max Static Friction:
Kinetic Friction: 0.0 N
Static Coefficient:
Kinetic Coefficient: 0.0
Quantity
Value
Unit
Feedback
Max Static Friction
Newton
Normal Force
Newton
Static Coefficient
Unitless
Kinetic Friction
0.0
Newton
Kinetic Coefficient
Unitless
Relationship between Tension and Friction Force
Example 1) Identify the forces acting on the following objects:
Tension force to the right parallel to the rough horizontal surface, object remains stationary.
Tension force to the right inclined to the horizontal, object moves on a rough horizontal surface.
Tension force parallel to the surface to lift the object to the top of a rough inclined plane.
Object slides down a rough inclined plane.
Click here for solution
Solution:
1. First object: Tension force to the right, static friction to the left, weight downward, normal force upward.
2. Second object: Tension force at an angle, horizontal component (right) and vertical component (up), kinetic friction (left), weight (down), normal force (up).
3. Third object: Tension force (up the plane), friction force (down the plane), weight (down), normal force (perpendicular to the plane).
4. Fourth object: Weight (down), normal force (perpendicular to the plane), kinetic friction (up the plane, opposite to motion).
Coefficient of Friction
Static Coefficient of Friction
The static coefficient of friction is a dimensionless number that represents the ratio between the maximum static friction force and the normal force.
\[μ_S = \frac{F_{S_{max}}}{F_N}\]
Kinetic Coefficient of Friction
The kinetic coefficient of friction is a dimensionless number that represents the ratio between the kinetic friction force (during sliding) and the normal force.
\[μ_k = \frac{F_k}{F_n}\]
Typical Values:
Materials
μs (Static)
μk (Kinetic)
Rubber on Asphalt
1.0
0.8
Wood on Wood
0.5
0.3
Ice on Ice
0.1
0.05
Metal on Metal
0.4
0.3
Note that the static coefficient of friction is always greater than the kinetic coefficient.
In this simulation, we will apply a horizontal or inclined tension force on an object on a rough horizontal surface and determine the static and kinetic coefficients of friction.
Do the values match those shown in the bottom right icons?
Use \[g = 9.75 \frac{m}{s^2}\]
Play and Learn (Forces on a Box Being Pulled)
Comparison between Static and Kinetic Friction
Complete the table based on the experiment:
Comparison Point
Object About to Move
Object is Moving
Type of Friction
When does it occur
Direction
Magnitude comparison
Unit
Affecting factors (mention two)
🧲 اختبار قوة الاحتكاك
الاحتكاك السكوني والحركي - معامل الاحتكاك - 15 سؤالاً
20:00
السؤال 1/15
التقدم: 0%
تم الإجابة: 0/15
قوة الاحتكاك الحركي والسكوني
|
قوة الاحتكاك
الاحتكاك السكوني والحركي - معامل الاحتكاك
قوّة الاحتكاك هي عبارة عن مُقاومة جسم للحركة؛ حيثُ يتحرَّك هذا الجسم على سطح جسم آخر. قوّة الاحتكاك لا تُعتبر قوّة أساسيّة كقوّة الجاذبيّة أو القوّة الكهرومغناطيسيّة؛ حيثُ يرى العلماء أنَّ قوّة الاحتكاك هي نتاج التجاذُب الكهرومغناطيسيّ بين الجُزيئات المشحونة لسطحين مُتلامسين.
اتجاهها دوماً عكس حركة الجسم وهي موازية للسطح الذي يتحرك عليه الجسم.
يوجد نوعين من قوة الإحتكاك:
إحتكاك سكوني وتظهر عندما نؤثر بقوة شد على الجسم ويكون الجسم ساكن.
إحتكاك حركي وتظهر عندما نؤثر بقوة شد على الجسم ويكون الجسم متحرك.
تجربة تفاعلية: قوى الاحتكاك السكوني والحركي
5 كجم
0.0 نيوتن
ساكن
5kg
قوة الشد: 0.0N
قوة الاحتكاك: 0.0N
قوة الاحتكاك السكوني القصوى:
قوة الاحتكاك الحركي: 0.0 نيوتن
معامل الاحتكاك السكوني:
معامل الاحتكاك الحركي: 0.0
| الكمية | القيمة | الوحدة | التغذية الراجعة |
|---|---|---|---|
| قوة الاحتكاك السكوني القصوى | نيوتن | ||
| القوة المتعامدة (رد فعل السطح) | نيوتن | ||
| معامل الاحتكاك السكوني | بدون وحدة | ||
| قوة الاحتكاك الحركي | 0.0 | نيوتن | |
| معامل الاحتكاك الحركي | بدون وحدة |
العلاقة بين قوة الشد وقوة الاحتكاك
|
أثرت قوة شد نحو اليمين موازية للسطح الأفقي الخشن والجسم بقي ساكن |
أثرت قوة شد نحو اليمين تميل عن الأفق بزاوية فتحرك الجسم على مستوى أفقي خشن |
|
|
ترك جسم ينزلق على مستوى مائل خشن |
اضغط هنا تظهر طريقة الحل
الحل:
1. الجسم الأول: قوة الشد نحو اليمين، قوة الاحتكاك السكوني نحو اليسار، الوزن نحو الأسفل، والقوة العمودية نحو الأعلى.
2. الجسم الثاني: قوة الشد بزاوية، مركبة أفقية (يمين) ومركبة عمودية (أعلى)، قوة الاحتكاك الحركي (يسار)، الوزن (أسفل)، والقوة العمودية (أعلى).
3. الجسم الثالث: قوة الشد (أعلى المستوى)، قوة الاحتكاك (أسفل المستوى)، الوزن (أسفل)، والقوة العمودية (عمودية على المستوى).
4. الجسم الرابع: الوزن (أسفل)، القوة العمودية (عمودية على المستوى)، وقوة الاحتكاك الحركي (أعلى المستوى، عكس الحركة).
معامل الاحتكاك
معامل الاحتكاك السكونيمعامل الاحتكاك السكوني هو رقم عددي (بدون وحدة) يمثل النسبة بين أقصى قيمة لقوة الاحتكاك السكوني إلى قيمة القوة المتعامدة.
\[μ_S = \frac{F_{S_{max}}}{F_N}\]
معامل الاحتكاك الحركي
معامل الاحتكاك الحركي هو رقم عددي (بدون وحدة) يمثل النسبة بين قوة الاحتكاك الحركي (أثناء انزلاق الجسم) والقوة العمودية على السطح.
\[μ_k = \frac{F_k}{F_n}\]
القيم النموذجية:
| المادة | μs (سكوني) | μk (حركي) |
|---|---|---|
| مطاط على أسفلت | 1.0 | 0.8 |
| خشب على خشب | 0.5 | 0.3 |
| جليد على جليد | 0.1 | 0.05 |
| معدن على معدن | 0.4 | 0.3 |
في هذه المحاكاة سوف نؤثر بقوة شد أفقية أو مائلة على جسم موضوع على مستوى أفقي خشن ونحدد مقدار معامل الاحتكاك السكوني والحركي.
هل تعادل القيم الموجودة في الأيقونات السفلية على اليمين؟
اعتبر قيمة \[g = 9.75 \frac{m}{s^2}\]
إلعب وتعلم (القوى المؤثرة على صندوق تم سحبه)
مقارنة بين قوة الاحتكاك السكوني والحركي
من خلال التجربة أكمل بيانات الجدول التالي:
| نقطة المقارنة | الجسم على وشك الحركة | الجسم يتحرك |
|---|---|---|
| نوع قوة الاحتكاك | ||
| متى نحصل عليها | ||
| الاتجاه | ||
| المقارنة في المقدار | ||
| وحدة القياس | ||
| العوامل المؤثرة (أذكر عاملين) | ||
| نقطة المقارنة | الاحتكاك السكوني | الاحتكاك الحركي |
|---|---|---|
| نوع قوة الاحتكاك | قوة الاحتكاك السكوني | قوة الاحتكاك الحركي |
| متى نحصل عليها | عندما يكون الجسم ساكنا | عندما يكون الجسم متحركا |
| الاتجاه | عكس اتجاه القوة المؤثرة | عكس اتجاه الحركة |
| المقارنة في المقدار | أكبر | أصغر |
| وحدة القياس | نيوتن (N) | نيوتن (N) |
| العوامل المؤثرة | طبيعة السطحين، القوة الضاغطة بين السطحين | |
Friction Force
Static and Kinetic Friction - Coefficient of Friction
Friction force is the resistance of an object to motion when it moves on the surface of another object. Friction force is not considered a fundamental force like gravity or electromagnetic force; scientists see it as the result of electromagnetic attraction between charged molecules of two touching surfaces.
Its direction is always opposite to the motion of the object and parallel to the surface on which the object moves.
There are two types of friction force:
Static friction appears when we apply a tension force on the object and the object is stationary.
Kinetic friction appears when we apply a tension force on the object and the object is moving.
Interactive Experiment: Static and Kinetic Friction Forces
5 kg
0.0 N
Stationary
5kg
Tension: 0.0N
Friction: 0.0N
Max Static Friction:
Kinetic Friction: 0.0 N
Static Coefficient:
Kinetic Coefficient: 0.0
| Quantity | Value | Unit | Feedback |
|---|---|---|---|
| Max Static Friction | Newton | ||
| Normal Force | Newton | ||
| Static Coefficient | Unitless | ||
| Kinetic Friction | 0.0 | Newton | |
| Kinetic Coefficient | Unitless |
Relationship between Tension and Friction Force
|
Tension force to the right parallel to the rough horizontal surface, object remains stationary. |
Tension force to the right inclined to the horizontal, object moves on a rough horizontal surface. |
|
|
Object slides down a rough inclined plane. |
Click here for solution
Solution:
1. First object: Tension force to the right, static friction to the left, weight downward, normal force upward.
2. Second object: Tension force at an angle, horizontal component (right) and vertical component (up), kinetic friction (left), weight (down), normal force (up).
3. Third object: Tension force (up the plane), friction force (down the plane), weight (down), normal force (perpendicular to the plane).
4. Fourth object: Weight (down), normal force (perpendicular to the plane), kinetic friction (up the plane, opposite to motion).
Coefficient of Friction
Static Coefficient of FrictionThe static coefficient of friction is a dimensionless number that represents the ratio between the maximum static friction force and the normal force.
\[μ_S = \frac{F_{S_{max}}}{F_N}\]
Kinetic Coefficient of Friction
The kinetic coefficient of friction is a dimensionless number that represents the ratio between the kinetic friction force (during sliding) and the normal force.
\[μ_k = \frac{F_k}{F_n}\]
Typical Values:
| Materials | μs (Static) | μk (Kinetic) |
|---|---|---|
| Rubber on Asphalt | 1.0 | 0.8 |
| Wood on Wood | 0.5 | 0.3 |
| Ice on Ice | 0.1 | 0.05 |
| Metal on Metal | 0.4 | 0.3 |
In this simulation, we will apply a horizontal or inclined tension force on an object on a rough horizontal surface and determine the static and kinetic coefficients of friction.
Do the values match those shown in the bottom right icons?
Use \[g = 9.75 \frac{m}{s^2}\]
Play and Learn (Forces on a Box Being Pulled)
Comparison between Static and Kinetic Friction
Complete the table based on the experiment:
| Comparison Point | Object About to Move | Object is Moving |
|---|---|---|
| Type of Friction | ||
| When does it occur | ||
| Direction | ||
| Magnitude comparison | ||
| Unit | ||
| Affecting factors (mention two) | ||
🧲 اختبار قوة الاحتكاك
الاحتكاك السكوني والحركي - معامل الاحتكاك - 15 سؤالاً
20:00
السؤال 1/15
التقدم: 0%
تم الإجابة: 0/15
No comments:
Post a Comment