1. Таърифи қувваи соиш
Соиш як кашишест, ки байни сатҳҳои ашёе, ки ба якдигар мерасанд, ба амал меояд. Дар ин мавзӯъ, қувваи соиш, ки омӯхта шудааст, бо қувваи соиш, ки байни ду сатҳи ҷисми сахте, ки ба ҳам мерасанд, амал мекунад, алоқаманд аст. Масалан, соиш байни пояи чӯб ва сатҳи фарш, соиш байни пояи пойафзол ва сатҳи фарш, соиш байни чархҳои мошин ва сатҳи роҳ.
Қувваи соиш ҳамеша дар сатҳи ашёи сахте, ки ба якдигар мерасанд, амал мекунад, ҳарчанд ашё хеле ҳамвор бошанд. Ҳатто сатҳҳои ҳамвор дар миқёси микроскопӣ дар асл хеле ноҳамворанд. Вақте ки ашё ҳаракат мекунад, ин қаторкӯҳҳои микроскопӣ ба ҳаракат халал мерасонанд. Дар сатҳи атомӣ, як баромади сатҳ боиси он мегардад, ки атомҳо ба сатҳҳои дигар хеле наздик бошанд, то ки қувваҳои электрикии байни атомҳо метавонанд пайвандҳои кимиёвӣ ташкил кунанд, ки ҳамчун иттиҳоди байни ду сатҳи ашёи ҳаракаткунанда ба вуҷуд меоянд. Вақте ки ашё ҳаракат мекунад, масалан, вақте ки шумо китобро ба сатҳи миз тела медиҳед, ҳаракати китоб монеаҳоро аз сар мегузаронад ва дар ниҳоят қатъ мешавад. Ин аз сабаби ташаккул ва раҳо шудани пайванд аст.
Агар сатҳи ашё ба сатҳи ашёи дигар молиш ёбад, ҳар яки ин ашёҳо ба соиш байни якдигар таъсир мерасонанд. Қувваи соиш дар ашёи ҳаракаткунанда ҳамеша дар самти муқобили самти ҳаракати ашё аст. Илова бар боздоштани ҳаракати ашё, соиш метавонад боиси фарсудашавӣ ва зарар гардад. Мо метавонем инро дар муҳаррики воситаи нақлиёт мушоҳида кунем. Масалан, вақте ки мо ба муҳаррики мотосикл равғани молиданӣ медиҳем, мо дар асл мехоҳем қувваи соишро, ки дар дохили муҳаррик ба вуҷуд меояд, кам кунем. Агар ба он равғани молиданӣ дода нашавад, муҳаррики воситаи нақлиёти мо зуд вайрон мешавад. Ин мисол яке аз талафотест, ки аз соиш ба вуҷуд меояд.
2. Намудҳои қувваҳои соиш
Ду намуди қувваҳои соиш вуҷуд доранд, яъне қувваи соиши статикӣ (fs ) ва қувваи соиши кинетикӣ (fk ) . Қувваи соиши статикӣ вақте кор мекунад, ки ашё ҳаракат накарда бошад, дар ҳоле ки қувваи соиши кинетикӣ вақте кор мекунад, ки ашё ҳаракат мекунад. Агар шумо мизро тела диҳед, аммо миз ҳаракат накарда бошад, пас қувваи соиш, ки ба мизи ором таъсир мерасонад, қувваи соиши статикӣ аст. Баръакс, вақте ки миз ҳаракат мекунад, қувваи соиш, ки ба миз таъсир мерасонад, соиши кинетикӣ аст. Агар мизи ҳаракаткунанда ҳамеша тела дода нашавад, миз пас аз муддате ҳаракат кардан меистад. Миз аз сабаби қувваи соиш, ки ҳаракати мизро бозмедорад, меистад.
Оё шумо ягон бор ҳангоми қадам задан ба чизе ҳамвор лағжидаед? Вақте ки шумо лағжида истодаед, қувваи соиш, ки байни пояи пойафзол ё поёни сандал бо сатҳи ҳамвор амал мекунад, соишҳои кинетикӣ мебошад. Ин мушкилот ба он монанд аст, ки мотосикл ё мошин аз болои сатҳи тар ва ҳамвори роҳ ҳаракат карда, то лағжидани чарх тормоз мекунад. Вақте ки чархҳо лағжида истодаанд, қувваи соишҳои кинетикӣ, ки ба сатҳи чарх ва сатҳи роҳ таъсир мерасонанд, мебошад. Баръакс, ҳангоми роҳ рафтан, қувваи соишҳои байни пояи пойафзол ё поёни сандал бо сатҳи фарш таъсир мерасонанд, қувваи соишҳои статикӣ мебошад. Ба ҳамин монанд, вақте ки чархҳо лағжида намешаванд, қувваи соишҳои ба сатҳи чарх ва роҳ таъсиркунанда соишҳои статикӣ мебошанд.
2.1 Қувваи соишдиҳии статикӣ
Қувваи соиши статикӣ қувваи соишест, ки дар сатҳи ашёе амал мекунад, ки ҳангоми ҳаракат накардани ашё ба якдигар ламс мекунанд.
Дар расми 1 объекте нишон дода шудааст, ки ҳанӯз дар сатҳи ҳамвории ҳамвор қарор дорад. Агар объект ҳанӯз ҳаракат накарда бошад, пас қувваи соиши статикӣ (fs) аз қувваи кашидан (F) хурдтар аст. Агар он кашида шуданро идома диҳад, пас объект ҳаракат мекунад. Вақте ки объекти рост ҳаракат мекунад, бузургии қувваи соиши статикӣ (f)...s) ба бузургии қувваи кашиш (F) баробар аст.
Қонуни якуми Нютон мегӯяд, ки агар қувваи умумӣ (қувваи натиҷавӣ) сифр бошад, ҷисмҳо ором ҳастанд.
ΣF y = 0 (Объект ором аст ва дар самти амудӣ ҳаракат намекунад)
N – w = 0
N = w (1.2)
N-ро дар муодилаи 1.1 бо N дар муодилаи 1.2 иваз кунед
f s = μ s w
f s = μ s мг (1.3)
fs = соиши статикӣ (N), μs = коэффитсиенти соиши статикӣ, N = қувваи муқаррарӣ (N), w = қувваи ҷозиба (N), m = масса (кг), g = шитоби ҷозиба (м/ с² )
Агар шумо хоҳед, ки коэффитсиенти соиши статикиро муайян кунед, пас муодилаи 1.1b-ро истифода баред
Σf x = 0 (Объект истода аст ва дар самти уфуқӣ ҳаракат намекунад)
F – fs = 0
F = fs ( 1.4)
Вақте ки объект ба ҳаракат шурӯъ мекунад, қувваи соиши статикии максималӣ ба бузургии қувваи тела ё кашидан баробар аст.
2.2 Қувваи соишдиҳии кинетикӣ
Қувваи соишдиҳии кинетикӣ қувваи соишест, ки ҳангоми ҳаракати объект ба сатҳи ашёе, ки ба якдигар мерасанд, таъсир мерасонад.
Агар шумо хоҳед, ки коэффитсиенти соиши кинетикӣ (μk)-ро муайян кунед , аз муодилаи 1.5b истифода баред.
Дар расми 2 нишон дода шудааст, ки объект мунтазам кашида мешавад, то ки он бо суръати доимӣ ҳаракат кунад. Ҳангоми ҳаракат бо суръати доимӣ, бузургии қувваи соиш (fk) ба бузургии қувваи кашидан (F) баробар аст.
Қонуни якуми Нютон мегӯяд, ки агар қувваи умумӣ (қувваи натиҷавӣ) сифр бошад, ҷисм бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад.
ΣF x = 0 (ҷисмҳо бо суръати доимӣ дар самти уфуқӣ ҳаракат мекунанд)
F – f k = 0
F = f k (1.6)
Намунаи масъалаи 1:
Донишҷӯ бо истифода аз динамометр (дастгоҳи ченкунии қувва) чӯберо бо массаи 1 кг, ки дар рӯи миз ҷойгир аст, мекашад. Вақте ки чӯб ҳаракат мекунад, динамометр рақами 2 Н-ро нишон медиҳад. Агар шитоби ҷозиба = 10 м/с2 бошад , (а) бузургии қувваи соиши статикиро (б) коэффитсиенти соиши статикиро муайян кунед.
ҳалли:
Маълум : m = 1 кг, F = 2 N, g = 10 м/с2 , w = mg = 10 N
(а) fs
Вақте ки шуоъ ҳаракат мекунад, бузургии қувваи соиши статикӣ = бузургии қувваи кашидан (бо муодилаи 1.4 муқоиса кунед). Пас, fs = F = 2 N.
(б) μ с
f s = μ s w
2 N = (μ s )(10 N)
μ s = 2 N / 10 N = 0.2
Намунаи масъалаи 2:
Шуоъе, ки массааш 1 кг дар болои сатҳи миз ҷойгир аст, мунтазам кашида мешавад, то ки шуоъ бо суръати доимӣ ҳаракат кунад. Вақте ки шуоъ бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад, динамометр рақами 1 Н-ро нишон медиҳад. Агар шитоби ҷозиба = 10 м/с2 бошад , (а) бузургии қувваи соиши кинетикӣ (б) коэффитсиенти соиши кинетикӣ-ро муайян кунед.
ҳалли:
Маълум: m = 1 кг, g = 10 м/с² , F = 1 Н, w = мг = 10 Н
(а) ф к
Вақте ки шуоъ мунтазам ё бо суръати доимӣ ҳаракат мекунад, бузургии қувваи соиши кинетикӣ = бузургии қувваи кашидан аст (бо муодилаи 1.6 муқоиса кунед).
Пас, f k = F = 1 N
(б) μ k
f k = μ k w
1 N = (μk ) (10 N)
μ k = 1 N / 10 N = 0.1
