كاكـتحلاا friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا friction ةمدقم...

16
129 اكحتـك اFriction فصل اللعاشر ا

Upload: others

Post on 26-Sep-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

129

االحتـكاك

Friction

العاشرالفصل

Page 2: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

130

االحتـكاكFriction

مقدمة 1.10جاهالقوىالمؤثرةوردودالفعلالناتجةعنتالمزالســطوحتعملفياتعنددراســةالقوىفيالفصــولالســابقةفرضــناأن

عموديعلىسطحالتماسبيناألجسام،وهذاينطبقفعالعنالحاالتالتيتكونفيهاسطوحالتالمزملساء.علىوشـــكســـندرسفيهذاالفصـــلتأثيراتالقوةالتيتنتجعندماتنزلقفعالاألجســـامالتيتتالمزأســـطحهاأوتكون

االنزالي.منالناحيةالواقعيةفإنقوىاالحتكاكتكونموجودةإلىحدماعندتالمزســـــــــطوحاألجســـــــــام،تســـــــــمىهذهالقوىبقوىاالحتكاكوتقعمطوطعملهافيالمستويالمماسلألجسامعندنقطةالتماس.

االحتكاكالناتجةعنذلكتكونفياتجاهعندمايكونهناكجنوحالنزاليســطحجســمعلىســطحجســمآمرفإنقوىمعـــاكزلالنزالي.نودفيبعضاألحيـــانأننقلـــلمناألثرالمعـــاكزلقوىاالحتكـــاكوذلـــكفيبعضأنواعاآلالت

ئراتوالعملياتمثلالمضـــــاجعبجميعأنواعهاوالمســـــاميراللولبيةوالمســـــنناتوانســـــيابالموائعفياألنابيبوحركةالطايالفضــــــــــــــاءكمانرغبأننزيدمنقيمقوىاالحتكاكإلىحدهااألعزمفيحاالتأمرىمثلالكوابحالصــــــــــــــواريخفو

والمقابضوالسيوروالخوابيروغيرها.تعتمـدالعربـاتعلىاالحتكـاكفيبـدءالحركـةوفيالوقوفكمـايعتمـدالمشــــــــــــــيالعـاديعلىاالحتكـاكالـذييتمبين

كفيالطبيعــةكمــاتوجـدإلىدرجـةكبيرةفيجميعاآلالتمهمــاكـانـتالـدقـةفياألرضوالحــذاء.وتوجـدقوىاالحتكــانإهماله.صناعتهاأوالعنايةبتزييتهاعالية،وتعتبراآللةأوعمليةالصنعمثاليةإذاكاناالحتكاكصغيرالدرجةيمك

كلالتيالحتكاكباإلضافةإلىعمليةالتلتسببقوىاالحتكاكفقدانافيالطاقةبواسطةالحرارةالتيتتولدعندحدوثاتحدثبسببهذااالحتكاك.

أنواع االحتكاك 2.10عيوجدعدةأنواعمنمقاومةاالحتكاكفيالميكانيكاوســـوفنشـــرحفيهذهالمقدمةبصـــورةمختصـــرةكالمنهذهاألنوا

تمهيدالدراسةمفصلةألكثراألنواعشيوعافيالفقراتالتالية:

االحتكاك الجاف 1.2.10يحدثاالحتكاكالجافعندتالمزســــــــــــطحينمشــــــــــــنينغيرمزيتينفيحالةاالنزاليأووشــــــــــــكاالنزاليوتكونقوةاالحتكاكمماســهلســطحالتالمزوذلكعندمايكوناالنزاليعلىوشــكالحدوثوماللفترةاالنزالي،ويكوناتجاههذه

Page 3: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

131

تعتمدنزريةلجنوحللحركةويســـــــــمىهذاالنوعمناالحتكاكباحتكاككولومب.القوىمضـــــــــادادائماالتجاهالحركةأواعلىالفرضياتالتالية:كولومبفياالحتكاكالجاف

عنداحتمالالحركةبينالجسمينالمتماسينتكونقوةاالحتكاكمتناسبمباشرةمعالقوةالناظمية. -1دداوالقوةالناظميةعنداحتمالالحركةيمكنأنيحثابتالتناســــــــبالذييربطبينقوةاالحتكاكحالمماســــــــية -2

لعاملاالحتكاكSوبدليلتجريبياوهذاالثابتيسمىعاملاالحتكاكونستخدمللداللةعليهالرمزالالتيني لعاملاالحتكاكالحركي.kالستاتيكيوالدليل

التماس.قوةاالحتكاكمستقلةعنمساحةسطوح -3

عيعتمدعاملاالحتكاكفقطعلىالموادالتيتتشـــكلمنهاســـطوحالتماسووجودأوعدموجودالتزييتأوأنوا -4 أمرىمنالمائعبينالسطوح.

5- االحتكاك المائع 2.2.10

حركةيحدثاالحتكاكلمائععندماتتحركطبقاتمتجاورةمنمائعحسائالكانأمغازابسرعاتمختلفةوتسببهذهالمائعقوىاحتكاكبينأجزاءالمائع.وتعتمدهذهالقوىعلىالســــرعةالنســــبيةبينهذهاألجزاءحيثالتوجدقوةاحتكاكاعلىعندماتكونالســـرعةالنســـبيةبينهاصـــفرا.والتعتمدقوةاحتكاكالمائععلىالســـرعةالنســـبيةفقط،بلتعتمدأيضـــ

ةالمائعلحركةالقصبينالطبقات.لزوجةالمائعالتيهيمقياسمقاوم

االحتكاك الداخلي 3.2.10،يحدثاالحتكاكالدامليفيالموادالصــــلبةعندماتتعرضلحمولةدوريةنتيجةلتشــــكلقوىالقصأثناءعمليةالتشــــوه

طاقةيسيرمنالوفيالموادالتيلهامرونةعاليةفإنهاتعودإلىالشكلاألصليلهاعقبالتشكلوذلكبعدفقدانجزءليبســـبباالحتكاكالداملي.أمافيالموادالتيلهاحدمرونةمنخفضـــةفإنهاتتعرضلتشـــكللدنماللالتحميلوبالتا

فإناالحتكاكالدامليلهاربمايكونكبيرا.

خصائص االحتكاك الجاف 3.10يةاشـــرمعســـطحأفقيوتؤثرعليهاالقوةاألفقعلىتماسمبWلنوضـــحفكرةاالحتكاكيمكنناأننتخيلكتلةلهاالوزن

Pا.1-10كماهوموضحفيالشكلح

Page 4: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

132

1-10الشكل

F=0فـإنالكتلـةليزلهـاأيمجـالللحركـةنحواليمينوبـالتـاليقوةاالحتكـاكالتيتمتعريفهـاســـــــــــــــابقـاP=0عنـدمـا

ا.1-10وتمثلهذهالحالةبالنقطةعلىالمخططالبيانيالموضحبالشكلحN=WوبالتاليردالفعلالشاقوليىهذهالحالةتمثلعلN=W, F=PولكنهاغيركافيةلتحريكالكتلةبعدوحالةالســـــــــكونهذهتجعلPعندزيادةالقوة

.Pفيالشكلالسابق،وتحددالنقطةحسبقيمةالقوةOIالخطالبيانيبأيةنقطة.منالمستقيمنصـــــــــلإلىحالتهاFأكثربحيثأنالكتلةأصـــــــــبحتعلىوشـــــــــكالحركةعندهذهالنقطةقوةاالحتكاكPإذاازدادت

علىالخطالبياني.وحســـبنزريةكولومبفياالحتكاكIالقصـــوىبالنســـبةلســـطوحالتماس.هذهالحالةتمثلبالنقطة.NوردالفعلالناظميهوجداءعاملاالحتكاكالستاتيكيوN.Sالجافقيمةقوةاالحتكاكالعزمىتعطىبالقيمة

ومنالضـــــروريالتأكيدعلىأنهفقطفياللحزةالتييصـــــبحفيهاالجســـــمعلىوشـــــكالحركةفإنقوةاالحتكاكتعطىبالعالقة:

NFا1ح Sالمادةالتيتتشكلمنهاسطوحالتماسفقط.يعتمدهذاالعاملعلىنوع

تبدأالكتلةبالحركةنحواليمينوبالتاليقوةاالحتكاكتزدادإلىقيمة:PفيحالتزايدتالقوةNFا2ح k

عاملاالحتكاكالديناميكيأوالحركي.kحيث

Page 5: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

133

زاوية االحتكاكNFتجدرالمالحزةإلىأنالعالقة: SS تطبقعند

نقطةمحدودةجدا،عندوجودالجســـــــمينفيحالةســـــــكونNkالتســــــاويبالضــــــرورةالجداءFفإنقوةاالحتكاك

NFتحققالشــــــــــــــرطFوتكون kوفقطعنـــدظهورتصـــــــــــــــــلإلىقيمتهـــااألعزميـــةFإمكـــانيـــةالحركـــةفـــإن

NFFالمســــاوية SS وســــنوضــــحالحالةباســــتخداموالتيتؤثرعليهاالقوةا10-2حالكتلةالمبينةفيالشــــــــــــكل

PوإنSFP عندماتكونعلىوشكاالنزالي.إنالقوةيشـــــكالنSFوالقوةالمماســـــيةحقوةاالحتكاكاNالناظمية

تسمىبزاويةاالحتكاكNعنالناظمSRالقوةالمحصلةالستاتيكي.

2-10الشكل

ا3حS

1S1S1

S tanNN

tanN

Ftan

زاوية االستقراريمكناســــتخدامطريقةتجريبيةلقياسعاملاالحتكاكبينســــطحينوتعتمدعلىتشــــكيلســــطحمســــتومنأحدالمادتين

بحيثتجعلSا،تجعلالمستوييميلبزاوية10-3الشكلحWوكتلةمتوازيناألضالعمنالمادةاألمرىلهاالوزنNFالكتلةعلىوشكاالنزالي،أيتصبح SS .

3-10الشكل

Page 6: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

134

منمخططالجسمالحرالموضحفيالشكلالسابقوبتطبيقمعادالتالتوازنفإن:SSSا4ح sinWF,cosWN

NFوبماأن: SS :يمكنناأننكتب SSS cosWsinW

Sا5ح

1

S tan وبالتاليفعاملاالحتكاكSبزاويةاالستقراروبالمقارنةنرىأنهاتساويزاويةاالحتكاكالستاتيكيSوتسمىالزاوية

SSالستاتيكييحسباعتماداعلىهذهالزاوية. tanعندWونالحظأنحســــــــابعاملاالحتكاكاليعتمدعلىوزنالكتلةوبالتاليليزمنالضــــــــروريمعرفةوزنالكتلة

إجراءالتجربة. القيم العددية لمعامل االحتكاك

قيمةمعاملاالحتكاكهيدالةفيالموادالتيتشتملالسطحانالمتماسانعليها،وفيمشونةهذينالسطحين،وفييمالموجودبينهذينالسطحين،وإلىحدمافيالتجاذبالجزيليبينهذينالسطحين.توضعقيممعاملحالالتشح

االتتشحيممفروضة.ويحويالجدولاالحتكاكفيجدولفيالكتبالهندسيةلمجموعاتمتنوعةمنموادمزاوجةمعحعينةممثلةلقيممعامالتاالحتكاك.ا1-10ح

العدديةلمعاملاالحتكاكلبعضاألجسام:القيما1-10الجدولح

مشحم جاف 0.80.16صلبعلىصلب

0.350.19صلبعلىنحاسأصفر0.10.1صلبعلىغرافيت0.040.04صلبعلىتيفلون

1.350.3ألمنيومعلىألمنيوم0.6-0.2مشبعلىمشبحجافا0.2مشبعلىمشبحمبللا

0.4-0.3جلدعلىمشب0.6جلدعلىمعدنحجافا0.4جلدعلىمعدنحمبللا

التحليلالميكانيكيتكونقيمةمعاملاالحتكاكواحدةمنأكثرالمعلوماتغيرالدقيقةفيالمسألة.يمكنوفيالتصميمأنيختارالمصممونقيمةللعملبها،ولكنظروفامارجةعنسيطرتهميمكنفيأحيانكثيرةأنتغيرالقيمةالتأثيرية

Page 7: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

135

فيحالةسيارة،فإنال تأثيرالفرمليألحذيةالفراملأولمساندةالفراملعلىاألقراصالدوارةلقوىاالحتكاكالمتاحة.فمثاليمكنالتنبؤبصورةمعقولةفيالزروفالجافة.وعلىأيحالإذاقدناسيارةفيبركةصغيرةعميقةحيثتبتلوحدة

وهريفيالقيمةالتأثيريةالفراملفإنالتجربةتبينأنإمكانياتالفرملةيمكنأنتنقصبعنف.ينتجهذاالتناقصالجلمعاملاالحتكاكمنحالةاألسطحالمنزلقةالجافةإلىالحالةعندماتكوناألسطحنفسهامبتلة.ونزرالالفتقارالعام

.لمعرفةالقيمةالمضبوطةلمعاملاالحتكاك،فإنقيمالمعاملتبينبدرجةدقةألكثرمنرقمينمعنويين

االحتكاك الجافالمسائل التي تعالج 4.10تصنفالمسائلالتيتعالجاالحتكاكالجافإلىثالثةأنواع:

التوازن:هذاالنوعمنالمســـــــائلهوعبارةعنمســـــــائلتوازنعاديةعددالمجاهيلفيهايساويعددمعادالتالتوازنالممكنةويتمحساب

NFقيمةقوةاالحتكاكالمتولدةبحيثتتحققالمتراجحة Sوإالفســــــــيتمانزاليالجســــــــموالتوازنيعودممكنا،يمكنتوضــــــــيح

ـــالمسائلمنهذاالنوعاعتماداعلىالش ــــ حيثيجبا4-10حكلـلكيتبقىالقضــــبانفيA,Cتحديدقوىاالحتكاكفيالنقطتين

.ا4-10،الشكلحوضعالتوازنمنوكانامتجانسينفإنهN 100إذاكانوزنكلمنالقضيبين

مخططالجســــــــمالحرلكليهمانرىأنهلديناســــــــتمركباتللقوىالمجهولةالتيســيتمتحديدهامنمعادالتالتوازنالســتالممكنـــدقيمالقوى ـــابتهـــاحثالثمعـــادالتلكـــلقضــــــــــــــيـــبا.بتحـــدي كت

CCAA N,F,N,FفــــإنالقضــــــــــــــيــــبيبقىفيحــــالــــةالتوازنAAوالشرطان N3.0F ،CC N5.0F .محققان

4-10الشكل

إمكانية الحركة في كل النقاط:NFفيهذهالحالةعددالمجاهيلالكليسيساويعددمعادالتالتوازنالممكنةباإلضافةإلىمعادالتاالحتكاك

عندظهورقوىاالحتكاك.

Page 8: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

136

5-10الشكل

بحيثيســـتندالقضـــيبالذييزناحيثأنالمطلوبإيجادأصـــغرزاوية10-5بالشـــكلحلنفرضالمســـألةالموضـــحةN 100ا.لديناممســـةمجاهيل10-5إلىالجداربدونأنينزلقكمافيالشـــكلح,N,F,N,F BBAAولديناثالث

.A,Bمعادالتللتوازنومعادلتانلالحتكاكيمكنتطبيقهافينقطتيالتماس في بعض نقاط التماس:إمكانية الحركة االنقالب أو إمكانية

هناعددالمجاهيلالكليأقلمنعددمعادالتالتوازنالممكنكتابتهاومعادالتاالحتكاكالســــــــــــتاتيكي،يوجد

ةللحركةوالحركةالمتوقعةممكنةلديناإمكانياتمتعددوالمسألةتؤولإلىتحديدنوعالحركةالممكنحدوثها.

والمؤلفا6-10حليكنلدينااإلطارالموضـــــحبالشـــــكلالتيتجعــلPمنالقضــــــــــــــيبين.المطلوبتحــديــدالقوة

فمنN 100اإلطاريتحرك،إذاكانوزنكلقضـــــيبســـــــتمخططالجســـــــمالحرلكلقضـــــــيبنجدأنهلدينا

مجاهيلyxCCAA B,B,N,F,F,N.

ســـتجعلهناكإمكانيةلالنزاليفيPإنزيادةقيمالقوةA فـــي انـــزالي يـــوجـــــــد Cوال CCأي: N5.0F ،AA N3.0F أوســــــــــــتزهرإمكانيةاالنزاليفي،C

فـــــــي انـــــــزالي ـــــــدون Aوب AAويـــــــكـــــــون N3.0F ،CC N5.0F وهنايجبحســــــــــــــابقيمةالقوةPفي

Pكلحالةوامتيارالحالةالتيتكونفيهاقيمة

6-10الشكل

Page 9: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

137

فيالحالتينفإناالنزاليســـــــيزهرفيالنقطتينمعا،أيالمجاهيلPأصـــــــغر،إذاأدتنتيجةالحســـــــابلتســـــــاويقيمةحالةثانيةمنإمكانياتالحركة.يمكنأننصادفالسبعةتحققثمانيمعادالت.

المســتندةعلىســطحمســتويغيرأملزكمافيwوالوزنhواالرتفاعbلنعتبرعلىســبيلالمثالالكتلةالتيعرضــهاالالزمةلتحريكالكتلة.Pا،والمطلوبتحديدالقوة7-10الشكلح

NFحالحركةالمتوقعة

SحانقالباNF

7-10الشكل

إليجادحلوللهذهالمجاهيليجبتحقيقP, F, N, xبرســــــــــــــممخططالجســــــــــــــمالحريزهرأنهلديناأربعةمجاهيل

معادالتالتوازنالثالثومعادلةاحتكاكواحدة،هناتزهرلديناإمكانيتانللحركة.NFإماأنتنزلقالكتلةوتكون Sوقيمةxالمحســــــــــــــوبةســــــــــــــتكون

2

bx0 وقوةاالحتكاكتحققالمتراجحة

NF SوالحلالذييعطيأصغرقيمةللقوةPمتساويةفيالحالتينوبالتالياالنزاليواالنقالبسيحدثانمعا.

الخوابير 5.10بســــــــيطةتســــــــتخدمعادةمنأجلالحصــــــــولعلىقوىكبيرةبتطبيقجهودصــــــــغيرةويمكنأنالخابورعبارةعنآليات

ا8-10تســـــتخدمأيضـــــاإلعطاءبعضاإلزاحاتأوتصـــــحيحوضـــــعيةاألحمالالكبيرة.لنعتبرالخابورالمبينبالشـــــكلحعليها.PبتطبيقالقوةWوالمستخدملرفعالكتلةالتيوزنها

Page 10: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

138

8-10الشكل

منمخططالجســــــــــــــمالحرللكتلةوالخابور،حيثيهملبشــــــــــــــكلعاموزنالخابوربالنســــــــــــــبةلوزنالكتلة،نرىأنقوى21االحتكاك F,F3يجبأنتعاكزحركةالخابوربينماالقوةFقوةاالحتكاكبينالجداروالكتلةيجبأنتؤثرنحو

نااهحركةالكتلةالتيســــــــــــتتحركنحواألعلى.هناولعدموجودإمكانيةلالنقالبفيأيةنقطةفإناألســــــــــــفللتعاكزاتجنكونبحاجةالستخداممعادلةالعزم.

وســــــــــــــتمعادالتللتوازنواالحتكاك،حيثلدينامعادلتاتوازنلكلمنالكتلةPلديناســــــــــــــبعةمجاهيلبمافيهمالقوة0F,0Fوالخابور yx حبإسقاطمعادالتالعزممناالعتباراومعادالتاالحتكاكNF المطبقةعند

وقوىاالحتكاكســتصــبحبشــكلمعاكزPكلســطحمنســطوحالتماس.وفيحالةإعادةالكتلةنحواألســفلفإنالقوةلماكانتعليهفيالحالةاألولى.

المسطحةقوى االحتكاك في السيور 6.10تســــــتخدمالســــــيورفيعددكبيرمناآللياتمنأجلنقلالقوىمنأحدأجزاءاآلليةإلىأمرى.فمنالضــــــروريتحديد

قوىاالحتكاكالمتولدةبينالسيروسطحالبكرة.يورالســـســـيتمتحليلقوىاالحتكاكالمؤثرةفيالســـيورالمســـطحةأمبالنســـبةلقوىاالحتكاكالمتولدةفيأنواعأمرىمن

التيتعتمدفيتحليلهاالطريقةذاتهاالمعروضةهنا.االذييمرحولسطحمنحنيثابتبحيثتكونزاويةإحاطةالسيرعلىa-9-10ليكنالسيرالمسطحالبينبالشكلح

.وعاملاالحتكاكالسطحالمنحني

Page 11: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

139

9-10الشكل

الالزمةلشـــــدالســـــيرباتجاهمعاكزالتجاهدورانعقاربالســـــاعةبحيثتســـــتطيعهذهالقوة2Tســـــيتمتحديدقوىالشـــــد12المعلومةقوةاالحتكاكحيثمنالواضحأن:1Tالتغلبعلىقوةالشد TT .

وقوةاالحتكاكNاتكونالقوةالناظميةb-9-10دســـطحالتماسوالمبينفيالشـــكلحعندرســـممخططالجســـمالحرعنتعملعلىالنقاطالمختلفةعلىطولالسير.Fالمماسية

dNdFاتكونقيمةاالحتكاكc-9-10منالسيرالشكلحdsمنمخططالجسمالحرلعنصرتفاضلي وبتطبيقمعادالتالتوازن:

ا6ح

02

dcosdTTdN

2

dcosT;0Fx

02

dsinT

2

dsindTTdN;0Fy

متناهيفيالحجمفإن:dباعتبار

2

dsinـــــــــ يستبدلبـ

2

2

dcosبالواحدوباعتبارالجداءdT

2

d

صغيريمكنإهمالهفإنالمعادالتالسابقةتصبح:ا7ح TddN,dTdN

منالمعادلتين:dNوبامتصار dT

dT

1TT,0بإجراءالتكاملعلىكافةنقاطالتماسحيثأن: 2TT,

ا8ح eTTT

Tln 12

1

2

Page 12: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

140

21حيث T,T.قوةالشدفيالسير1T.تعاكزاتجاهالحركةأواتجاهالحركةالمتوقعةللسير2T12تعملفياتجاهحركةالسيرأواتجاهالحركةالمتوقعةوبسببوجوداالحتكاك TT .-.عاملاالحتكاكالساكنأوالحركيبينالسيروسطحالتماس-.زاويةالتماسبينالسيروالسطحمقدرةبالراديانe-.اللوغاريتمالطبيعي

وتجدرالمالحزةأنالمعادلةالســــابقةمســــتقلةعننصــــفالبكرةالتييكونالســــيرعلىتماسمعهاوتعتمدعلىزاوية.وعاملاالحتكاكبينالسيروالبكرة.سالتما

المسامير اللولبية )اللوالب( 7.10لةعملتستخدمالمساميراللولبيةفيالربطوفينقلالقدرةأوالحركةويحدداالحتكاكالذيينشأفياألسنانفيكلحا

لهذافإناألسنانالمربعةهيأكثركفاءةمناألسنانالمخروطيةوالمسماراللولبي،ففيحالةنقلالقدرةأوالحركةفإنالتحليلالموضحهنامقتصراعلىاألسنانالمربعة.

حولمحورMوالعزمWاتحتتأثيرالحملالمحوري10-10لنعتبرالرافعةذاتاألسنانالمربعةالمبينةفيالشكلحزءجالناتجةعنتأثيرأسنانقاعدةالرافعةعلىRاراللولبيالقوةالمسماراللولبي.يوضحمخططالجسمالحرللمسم

منأسنانالمسماراللولبي،وتوجدقوةأمرىمشابهةتؤثرعلىجميعأجزاءالمسماراللولبيعندنقاطالتالمزمعأسنانالقاعدة.

اويةاألسنانالثابتةللقاعدةوأنالزكافيةلدورانالمسمار،فإنأسنانالمسمارستنزلقحولوإلىأعلىMإذاكانت.معالعمـودعلىاألسنانهيزاويةاالحتكاكRالتيتصنعها

(a) 10-10الشكل

Page 13: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

141

حولالمحورالرأسيهوRوأنعزمtanولهذافإن sin.r.Rوأنعزومجميعالقوىالمؤثرةعلىاألسنانهي sin.r.Rوحيثإنالمقدار sin.rيزهرفيكلحدمنالحدودلهذايمكنوضعه

مارجعالوةالجمعحيثتصبحمعادلةتوازنالعزومللمسماراللولبي:ا9ح Rsin.rM

القوىفياالتجاهالمحوريأنيكون:يتطلبتوازن

ا10ح RcoscosRW

نحصلعلى:WعلىMوبقسمةا11ح tan.r.WM

ويمكنتعيينزاويةاللولبالحلزونيبنشرميطححلزونااللولبلدورةواحدةلنحصلعلى:

ا12ح r2/Ltan 1

-10استخدامنشرميطححلزونااللولبكنموذجبديللتمثيلعملالبراغيالكاملكماهوموضحفيالشكلحويمكننا

11-a.ابقفإنالمطM،فإذاأزيلالعزمP=M/rإنالقوةالمكافلةالالزمةلرفعالمسمارإلىأعلىالمستويالمائلالثابتهي

إلىالجانباآلمرمنالعمودعلىاألسنانويزلاللولبفيوضعهويتمقوةاالحتكاكتغيراتجاههاوتنتقلالزاوية.القفلالذاتيإذاكانت

10-ويوضحالشكلحمادامتالزاويةMولكيننزلالحملبواسطةدوراناللولبعليناأننعكزاتجاهالعزم

11-aهذاالوضعبالنسبةلنموذجاألسنانعلىالمستويالمائلونرىمنالواجبأنتؤثرالقوةالمكافلةوهياP=M/rعلىالسنلسحبهإلىأسفلولهذافإننانحصلمنمثلثالقوىعلىالعزمالالزملتوازنالحملوهو:

ا13ح tanWrM

اأنالعزمالالزملمنعالمسمارمنc-11-10يحملالمسماراللولبيمننفسهونرىمنالشكلحأماإذاكانتاالنحاللتلقائياهو:

ا14ح tanWrM

Page 14: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

142

11-10الشكل

Page 15: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

143

Lecture title: Friction

Lecture syllabus:

-Kinds of friction

-Characteristics of dry friction

-Wedges

-Frictional forces on flat belts

Conclusion:

Introduce the concept of dry friction and show how to analyze the equilibrium of rigid

bodies subjected to this force.

Present specific applications of frictional force on wedges, belts.

References :

-Engineering Mechanics Statics, R. C. Hibbeler, 11th edition in SI Units.

- Engineering Mechanics Statics, A. Bedford and W. Fowler, Fifth edition in SI

Units.

2009 -2008د. ياسر حسن، منشورات جامعة تشرين، -الميكانيك الهندسي، د. عهد سليمان -

Name: Dr.Eng. Ahed SULEIMAN

Email: [email protected]

إضافات مدرس المقرر

Page 16: كاكـتحلاا Friction · 2018. 3. 1. · كاكـتحلاا Friction ةمدقم ّىاݱتاّّفّلݸعتّحوݠـݴكاّݛمٚتّݥعّةݱتاݹكاّلعفكاّدودروّةݙث

144