والفرق الثاني هو علامة التساوي بدلاً من علامة أقل من أو يساوي. وهذا يعني أن قوة الاحتكاك تظل ثابتة طالما أن الجسم ينزلق، وهي لا تساوي القوة المطبقة بعد الآن. وهذا يعني أن القوة المحصلة ليست صفراً. ادفع بقوة أكبر على الكرسي عن طريق الجري وسوف يتسارع الكرسي.
دعنا نعود إلى لعبة شد الحبل تلك. لدى السائق الموجود على اليمين الآن فكرة: بدلاً من تشغيل محركه، قام بتخفيض السرعة للحفاظ على تفاعل الاحتكاك الساكن مع القضبان. بطيئة وثابتة. الرجل الموجود في الطوابق اليسرى – وماذا يحدث؟ تدور عجلاته ويحصل على قوة احتكاك حركية. حسنًا، الاحتكاك الساكن يتفوق على الاحتكاك الحركي، لذا فإن القطار الصحيح هو الذي يفوز!
قد ينجح هذا حتى لو كان القطار الموجود على اليسار أثقل إلى حد ما. لذلك، من الممكن لمحرك القطار أن يسحب سيارات أكبر حجمًا. لكن انتظر! هناك عامل أكثر أهمية: عربة القطار المتحركة تتدحرج ولا تنزلق. تلامس العجلة السكة عند نقطة واحدة ثم تتدحرج إلى نقطة أخرى على العجلة. هذا هو سحر العجلات: بالنسبة للسيارات التي يتم قطرها، لم تعد هناك عجلات أي الاحتكاك مع القضبان.
لكن يجب أن يكون هناك احتكاك حركي في مكان ما، وهو موجود بالفعل، بين محاور العجلات والسيارة نفسها. للتدوير، يجب أن ينزلق المحور على طول سطح ما في الهيكل الذي يثبته في مكانه. ولكن مع المحامل الدوارة والتشحيم، μك يمكن تخفيضها بشكل كبير، من 0.56 للصلب الجاف على الفولاذ إلى ما يقرب من 0.002.
الآن نحن نتحدث! هذه هي الطريقة التي يمكن بها للقاطرة أن تسحب قطارًا طويلًا من السيارات ذات كتلة أكبر بكثير. يسحب المحرك إلى الأمام باستخدام الفولاذ على الفولاذ ثابت الاحتكاك، وهو مرتفع جدًا (0.74)، مما يمنحه قوة جر جيدة. والسيارتان تتمتعان بقوة احتكاك حركية مقاومة ومعاملها أصغر بكثير.
بعض الحيل الإضافية
ومع ذلك، فإن هذا الوزن الضخم الذي يبلغ 10000 طن متري يشكل قوة عمودية عالية جدًا، مثل 100 مليون نيوتن تقريبًا. وتذكر أن الاحتكاك الساكن أعلى من الاحتكاك الحركي. لذلك، حتى لو تمكنت من إبقاء القطار يتحرك، فقد لا تتمكن من تشغيله.
لهذا السبب تمتلك القطارات خدعة تسمى الحركة البطيئة. إذا كنت بالقرب من قطار عندما يبدأ في التحرك، فمن المحتمل أنك سمعت مجموعة من الطقطقة التي تتحرك أسفل خط السيارات. والسبب هو أن الاتصال من سيارة إلى أخرى ضعيف. لذلك عندما تسحب القاطرة السيارة الأولى، تظل السيارة الثانية ثابتة حتى يختفي الركود. بهذه الحيلة تستطيع القاطرة تحريك سيارة واحدة في كل مرة وإضافتها إلى مجموعة السيارات المتحركة. ذكي جدا!
شيء أخير رائع. هناك نوع آخر من الاحتكاك يسمى الاحتكاك المتداول. ترى هذا على شاحنة ذات إطارات مطاطية: تحت وزن السيارة، تتسطح الإطارات من الأسفل. لذلك عندما تتحرك الشاحنة، تتشوه الإطارات باستمرار وتعود إلى شكلها الصحيح. يؤدي هذا الثني إلى تسخين الإطارات، وحيثما توجد حرارة، يحدث فقدان للطاقة. وبما أن الطاقة محفوظة، فهذا يعني أن العجلات تتباطأ، ويجب على الشاحنة حرق المزيد من الوقود للحفاظ على سرعتها. من ناحية أخرى، فإن القطارات لديها احتكاك قليل جدًا، لأن عجلاتها الفولاذية بالكاد تتشوه على الإطلاق. وهذا يجعل القطارات وسيلة نقل أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
لذا، كما ترون، من الممكن بالفعل لقاطرة أن تسحب مجموعة من السيارات ذات الكتلة الأكبر. تحتاج فقط إلى استخدام القليل من الفيزياء.
