SÜRTÜNME KUVVETİ
Cisimlerin hareketlerini engelleyen ve cisimle yatay zeminin temas eden yüzeyleri arasında oluşan kuvvete sürtünme kuvveti denir.
Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü,
– Zeminin cisme uyguladığı tepki kuvveti (N) ile doğru orantılıdır.
– Sürtünen yüzeylerin cinsine bağlıdır.
Sürtünme katsayısı, her madde çifti için ayrı bir değerdedir. Sürtünme katsayısı, cismin temas yüzeyinin şekline ve büyüklüğüne bağlı değildir. Sürtünme kuvveti, cismin hareketini engelleyecek yöndedir ve en büyük değeri
Fs = N.k
formülü ile hesaplanır. Cisim durgun haldeyken cisme etki eden sürtünme kuvvetine statik sürtünme kuvveti denir ve Fss ile gösterilir. Cisim durgun haldeyken cisimle bulunduğu düzlem arasındaki sürtünme katsayısına statik sürtünme katsayısı denir ve ks ile gösterilir. Cisim hareket hâlindeyken cisme etki eden sürtünme kuvvetine kinetik sürtünme kuvveti denir ve FKS ile gösterilir. Kinetik sürtünme kuvveti, cismin sabit hızla hareket etmesini sağlayan en küçük yatay kuvvete eşit büyüklüktedir. Cisim hareket hâlindeyken cisimle bulunduğu düzlem arasındaki sürtünme katsayısına kinetik sürtünme katsayısı denir ve kK ile gösterilir. Duran cismi etki eden sürtünme kuvvetinin cisme uygulanan kuvvete bağlı değişim grafiği şekildeki gibidir.
Sürtünme Kuvvetinin Avantajları
- Yürüyebilmemiz, koşabilmemiz,
- Arabaların harekete geçebilmesi, yön değiştirmesi ve durabilmesi,
- Eşyaların yerinde durması,
- Tebeşirle tahtaya, kalemle kâğıda yazı yazabilmemiz ve yazıları silebilmemiz,
- Dağ yamaçlarındaki kaya ve toprakların kaymasının (heyelanı) engellenmesi,
- Dağcıların dağa tırmanırken çıkıntılı ayakkabılar giyerek kaymadan tırmanabilmeleri,
- Sürtünen metallerin birbirini aşındırması (örneğin bıçak bileme işlemi)
gibi olaylar sürtünme kuvveti sayesinde gerçekleşir.
Sürtünme Kuvvetinin Dezavantajları
- Hareketi zorlaştırır.
- Sürtünen metallerin birbirini aşındırması
- Araçların yavaşlaması
- Cisimlerin aşınması (ayakkabıların, araç lastiklerinin aşınması gibi)
- Araçların daha fazla enerji harcamasına sebep olur.
- Sürtünme kuvvetinin istenmediği durumlarda sürtünme kuvvetini azaltmak için örneğin metalleri yağlama işlemi yapılır.
- Manyetik trenlerde, hovercraft denilen karada ve suda hareket eden araçlarda temas engellenerek sürtünme azaltılır.
Örnek Soru:
Çözüm: Öteleme hareketi yapan I numaralı cisim ile zemin arasında oluşan sürtünme kuvveti cismin hareketine zıt yönde oluşur. Ötelemeden dönme hareketi yapan II numaralı cisim için sürtünme kuvveti cismin dönmesini sağlayan kuvvettir ve şekilde yönü yanlış gösterilmiştir. Öteleme ve dönme hareketi yapan III numaralı cisim için sürtünmenin yönü doğru gösterilmiştir.
Yatay bir zemin üzerinde durgun takozu 24 N’luk yatay bir kuvvet ancak harekete geçiriyor. Takoz sabit hızla hareket ederken zemin ile takoz arasında 18 N kinetik sürtünme kuvveti oluşuyor.
Buna göre takoz ile zemin arasındaki statik sürtünme katsayısının kinetik sürtünme katsayısına oranı kaçtır?
