Sürtünme Kuvveti Nedir? Statik ve Kinetik Sürtünme

Temel fizik öğretiminde sürtünme önemli bir yer tutar. Sürtünme üzerine yıllar süren araştırmalar sonucunda elimizde deneysel bir formülizasyonu bulunur. Bu formülizasyon sürtünmeyi modeller ve çeşitli çalışmalar için miktar belirtir.
Fizik derslerinde "sürtünme bir dirençtir" ya da "sürtünme bir kuvvettir" gibi tanımlamalar duymuşsunuzdur. Bu tanımların tam olarak ne anlama geldiğini anlamak için çeşitli açıklamalar yapacağız.


Sürtünme Nedir?

Sürtünme basit koşullarda birbiriyle teması olan iki cisimden birinin, diğer cismin hareketine karşı gösterdiği dirençtir. Eğer yerdeki ağır bir kutuyu itmeye çalışırsanız kutunun hareket edebilmesi için kuvvet uygulamanız gerekir. Peki kutuyu hareket ettirmek için neden kuvvete ihtiyaç vardır? Çünkü kutunun temasta olduğu yüzey kutunun hareketine karşı direnç gösterir.

Sürtünme, iki sıvı, katı ya da herhangi iki madde yüzeyi arasında olan ve bu yüzeylerin birbirlerine karşı hareket etmesini engellemeye çalışan karşılıklı direnç kuvvetidir. Sürtünme her zaman hareketin yönüne zıt yöndedir. Bu arada sürtünme doğanın temel kuvvetlerinden birisi değildir. Makroskopik bir kuvvetir ve temas halindeki iki yüzey arasındaki elektromanyetik etkileşimden kaynaklanır.

Yürümek, ayakkabımız ile bastığımız yerin  arasında oluşan sürtünme kuvveti sayesinde gerçekleşir. Buna zıt olarak çok kaygan bir zeminde yürümesi çok zorlaşır çünkü o zeminle ayak arasında çok daha az sürtünme kuvveti bulunur. Etrafımıza göz attığımızda, dünyanın düzeni üzerinde geniş etkileri olan sürtünmenin her yerde aktif olarak işlediğini görebiliriz.


Buz pateniyle buz pistinde inanılmaz rahat bir şekilde kayılır, fakat bu durum sürtünmenin sıfır olduğunu göstermez. Sıfır sürtünme teorik problemleri çözmek için kullanılan ideal bir kavramdır. Gerçek dünyada birbiriyle temasta olan iki cisim arasında az miktarda da olsa bir sürtünme hep vardır. Buz pateni yaparken de vardır ama çok azdır, bu sebeple kaymak çok kolaylaşır. Eğer sürtünme sıfır olsaydı buzda kayan kişinin durabilmesi mümkün olmazdı. Aynı şekilde bir sandelyeye oturmak veya yolda yürümek bile imkansız olurdu.


Sürtünme Kuvvet Midir?

Sürtünme doğal ve dirençsel bir kuvvettir. Kuvvet uygulayarak cismin hareketine engel olmaya çalışır. Günlük hayatta karşılaştığımız sürtünmelerin yüzeyin pürüzlülüğünden kaynaklandığını düşünebiliriz. Eskiden bilimciler de sürtünmenin temel sebebinin bu olduğunu düşünüyorlardı. Fakat yeni çalışmalar "moleküler adezyon" ve "saban etkisi" adı verilen faktörlerin sürtünmede en etkili sebepler olduğunu ortaya koydu.

Moleküler adezyon, iki yüzeyin molekülleri arasında elektromagnetik ve moleküler etkileşim sonucu oluşan kuvvettir. Direnci yenmek için bazı moleküler bağları kırmak gerekir.

Saban etkisi, cismin temas ettiği noktada oluşan yüzey deformasyonu sonucu ortaya çıkar. Örneğin sert bir cisim yumuşak bir zemin üstünde kayarsa , yumuşak zeminin yüzey şeklinde değişmeler olacak ve bu yüzden sürtünme yaratacaktır.

Maddelerin tabiatına bağlı olarak aralarında yarattıkları sürtünmenin çeşitli tipleri vardır. Sürtünmenin genel ve deneysel formülü ise şu şekildedir,

F = µN

"µ" harfi sürtünme katsayısını ifade eder. N ise iki yüzey arasındaki Normal Kuvveti'dir.

Sürtünme katsayısı, yüzeyin harekete olan direncinin sayısal değeridir. Her yüzeyin üstünde, sabit cisimler için statik sürtünme katsayısı, hareket eden cisimler için kinetik sürtünme katsayısı vardır.


Statik ve Kinetik Sürtünme Arasındaki Farklar

Bu iki şey arasında açık bir ayrım yapmak, bu kavramları anlamamızı kolaylaştırır. Statik ve kinetik, iki karşıt kavramdır. Statik, bir sistemin zamanla değişim göstermediğini ifade ederken, kinetik ise sistemin hareketli olduğunu belirtir. Şimdi statik ve kinetik sürtünme arasındaki ana farkı görelim.


Tanım

Statik sürtünme, hareketli olmayan iki katı yüzey arasındaki sürtünme kuvvetidir. Bu iki yüzey arasında birçok eylemi sağlamak, ancak  statik sürtünme kuvvetinin dengelenmesiyle oluşabilir. İki yüzey arasındaki çok güçlü zıt yönlü bir kuvvettir ve hareket imkanını ortadan kaldırır. Statik sürtünme sayesinde iki yüzey arasında herhangi hareket yani kayma olmaz.

Kinetik sürtünme temas halinde olup birbirine göre hareket eden iki katı yüzey arasındaki sürtünme kuvvetidir. Cisimler hareket halindeyken dahi sürtünme kuvveti tamamen ortadan kalkmaz ve harekete direnç göstermeye devam eder.

Aşağıdaki örnek statik ve kinetik sürtünmeyi aynı anda betimlemektedir.


Statik ve Kinetik Sürtünme Katsayısı

Statik sürtünme katsayısı ve kinetik sürtünme katsayısı iki yüzey arasında oluşan sürtünmenin miktarını tahmin etmek adına hesaplanmış sayılardır. Bu ikisi, iki katı yüzey arasındaki sürtünme kuvvetinin ve Normal Kuvveti'nin oranlarıdır.

Statik sürtünme katsayısı,

F = µs x N 'dir.

Burada "µs" statik sürtünme katsayısıdır. İki durgun yüzey arasındaki sürtünme kuvveti ise statik sürtünme katsayısı hesaplanarak tahmin edilebilir.

Kinetik sürtünme katsayısı ise,

F = µk x N ile verilir.

"µk" kinetik sürtünme katsayısını temsil eder.

Temas halinde olan iki yüzey arasındaki statik sürtünme katsayısı genelde kinetik sürtünme katsayısından yüksektir.


Benzer Yazılar
FİZİK MAKALELERİ şimdi Google Play Kitaplar'da

9 yorum :

Adsız dedi ki...

Güzel ama tam olarak istedigim seyleri bulamadim

adımı boşver dedi ki...

çook iyi bir bilgi çok sevdim bu siteyi gayet iyi anladım emeği geçen herkese teşekkürlerimi sunarım.

Adsız dedi ki...

çok teşekkür ederim sayenizde ödevimi yaptm Allah razı olsun

Adsız dedi ki...

supea

Adsız dedi ki...

Elinize saglık

Adsız dedi ki...

Yani harekete geçene kadar statik, harekete geçtikten sonra kinetik.

Adsız dedi ki...

iyi olmuşş

Adsız dedi ki...

Fizik makaleleri qalp ben

Adsız dedi ki...

Çok güzel elinize emeginize sağlık.tessekurler

Yorum Gönder

Yorum Yap