تبسيط شرح المعلومات في مجال علوم السيارات (الاحتكاك Friction

تبسيط شرح المعلومات في مجال علوم السيارات:

1- الاحتكاك Friction

لمحاولة شرح الاحتكاك سوف نستعين بالرسوم الكرتونية وسوف نستخدم شخصية الرجل الأحمر الذي سوف يقوم بتمثيل الاحتكاك.

عند محاولة دفع جسم لينزلق على جسم أخر, نجد أن هناك مقاومة للحركة تتولد بين سطحي الاحتكاك في عكس الاتجاه المفروض لحركة الجسم.

-عند محاولة دفع الجسم إلى اليمن نجد أن هناك مقاومة تتكون في عكس الاتجاه (جهة اليسار)

- وعند محاولة الاستفادة من وجود المقاومة جهة اليسار والقيام بدفع الجسم من جهة اليسار, تتحول المقاومة إلى الجهة المعاكسة (جهة اليمين)

وهكذا كما تظهر الصور أن مقاومة الحركة دائما تكون في عكس اتجاه الحركة (احتكاك دينامكي) أو في عكس الاتجاه المفروض أن تكون فيه الحركة (احتكاك أستاتيكي), سواء كانت إلى جهة اليمين أو جهة اليسار.

يختلف حجم وقوة الرجل الأحمر (قوة الاحتكاك) باختلاف عدة عوامل.

فيزيد حجم الرجل الأحمر الذي يمثل قوة الاحتكاك Ff مع زيادة القوة العمودية بين السطحين Fn, وكذلك زيادة قيمة معامل الاحتكاك بين السطحين m, ويمكن تمثيل قوة الاحتكاك بالمعادلة التالية:

Ff = m Fn

قوة الاحتكاك هذه موجودة بالسيارة, بين الأسطح المتحركة, فهي موجودة بالمحرك, صندوق التروس, محاور السيارة.... الخ.

عند أخذ حركة المكبس داخل الاسطوانة على سبيل المثال. فإننا نجد أن قوة الاحتكاك (الرجل الأحمر) تظهر بين حلقات المكبس وسطح الاسطوانة وتعمل على مقاومة حركة المكبس داخل الاسطوانة.

عند حركة المكبس إلى أعلى نجد أن الرجل الأحمر يعمل على منع حركة المكبس لأعلى, وعند حركة المكبس لأسفل نجد أن الرجل الأحمر يعمل على منع حركة المكبس لأسفل.

وكذلك يعمل الرجل الأحمر على مقاومة الحركة الدورانية للأجزاء الدوارة مثل عمود المرفق والكامة. هذه المقاومة تستهلك جزء من طاقة الوقود المستخدمة, وبالتالي جزء من سعر شراء الوقود. وهذه القيمة المفقودة تكون في حدود من 10 إلى 15%. وبالنظر إلى التكلفة نجد أن لكل 100ريال تقوم بدفعها ثمناً للوقود يفقد منها حوالي 15 ريال بسبب الاحتكاك داخل المحرك (الرجل الأحمر يقوم بتبديدها). ليس هذا فقط ولكن نتيجة لمحاولة منع الحركة يحدث أمران, يحدث تولد حرارة, وكذلك يحدث تآكل للأجزاء.

تصور الضرر الناجم من ذلك الرجل الأحمر نتيجة تواجده بجميع السيارات بالعالم. المليارات من الدولارات تفقد نتيجة الوقود الضائع بسبب الاحتكاك. هذا بالإضافة إلى تلف الأجزاء والمصاريف المترتبة عليه لفقد الكفاءة وكذلك تكلفة الصيانة والإصلاح.

ماذا لو فكرنا في التخلص من الرجل الأحمر, عن طريق إلقاء القبض عليه وأبعاده من داخل المحرك. ولعمل ذلك سنقوم بفك المحرك والبحث عنه بالداخل والقبض عليه. ولكننا لن نجد الرجل الأحمر ولن نستطيع الإمساك به, لآن الرجل الأحمر أذكى من أن نوقع به أو أن نراه (لا يمكن رؤية الرجل الأحمر), ولكننا سوف نرى أثار وجوده. والدليل على تواجده هو التآكل الحاصل داخل المحرك بجدران الاسطوانة, وسبائك عمود المرفق ودلائل الصمامات.....

الحل الأخر هو التخلص من الرجل الأحمر عن طريق قتله. قتل الرجل الأحمر سوف يوفر الملايين من الدولارات يومياً في جميع أنحاء العالم. وكما أن الحل يبدو سهلاً, فإن هناك صعوبة في تنفيذه. الصعوبة هنا تكمن في النتائج المترتبة على قتل الرجل الأحمر.

الرجل الأحمر (الاحتكاك) هو ما يجعلك تمشي, وذلك نتيجة للاحتكاك الموجود بين الحذاء والأرض فيتكون رد فعل لقوة دفعك للأرض تجعلك تتقدم للأمام. فعند قتل الرجل الأحمر لن تستطيع المشي, ليس هذا فقط بل أنك لن تستطيع أن تحافظ على اتزانك واقفاً, وللأسف لن تستطيع الجلوس على المقاعد أو على الأرض. وإذا وقعت فلن تستطيع القيام مرة أخرى. لن تستطيع الإمساك بالأشياء. السيارة لا يمكنها الحركة, الإطارات ستدور في مكانها ولن تتحرك السيارة. لن تستطيع أن تأكل ولن تستطيع أن تلبس ولن ولن ولن.... هذا ينطبق عليك وعلى باقي البشر والكائنات. قتل الرجل الأحمر يعني قتل الحياة على الأرض بجميع أشكالها!

إذا لا يمكنا التخلص من الرجل الأحمر, وسنتعايش معه وسندفع له 15% من ثمن الوقود سواء رضينا أم أبينا. ولكن يمكننا تقليل حجمه وتقليل نسبة ما يستهلكه, وذلك بالعمل على إضعافه, عن طريق استخدام الزيت والشحم مع الأجزاء الدوارة بالمحرك وباقي أجزاء السيارة. فإن الزيت سوف يعمل على تقليل مقدار الاحتكاك وتقليل الضرر الناجم منه.

وفي نفي الوقت يمكننا الاستفادة منه في السيارة. فنحن نستخدمه في إيقاف السيارة (الاحتكاك الموجود بين بطانة الاحتكاك وأسطح الاحتكاك بالفرامل), ونستخدمه في دفع السيارة (القوة الموجودة بين الإطار والطريق) عن طريق رد الفعل. ونستخدمه في نقل الحركة عن طريق الاحتكاك بالقابض.

* أي تشابه بين الشخصيات أو الأحداث الموجودة هنا مع شخصيات أو أحداث في الحياة فهي غير مقصودة, ومن محض الصدفة البحتة.

سلمت اناملك