Sürtünme Kuvveti

Sıranızın üzerine bir madenî para koyunuz ve ona parmağınızla bir itme kuvveti uygulayınız. Para, uyguladığınız itme kuvvetine bağlı olarak belli bir mesafe boyunca hareket edecek ve bir süre sonra yavaşlayarak duracaktır. Sizce, parayı hangi kuvvet durdurmuştur? Parayı aynı kuvvetle buz üzerinde itseydiniz para yine aynı noktada mı dururdu?

Hareket eden bir cisim kuvvetler etkisiyle yavaşlar ya da durabilir Hareket eden bir cisim kuvvetler etkisiyle yavaşlar ya da durabilir. Cisimlerin hareketini azaltan bu kuvvetlerden biri, cisimleri her zaman Dünya’nın merkezine çeken yer çekimi, diğeri de sürtünme kuvvetidir. Sürtünme kuvveti birbirine temas eden iki maddenin harekete karşı gösterdiği dirençten doğan kuvvettir.  

Bir bisiklet kullandığımızı düşünelim Bir bisiklet kullandığımızı düşünelim. Bu bisikleti durdurmak istediğimizde yandaki şekilde görüldüğü gibi direksiyon kolundaki bir çeşit kaldıraç olan fren kolunu sıkarız. Bunun sonucunda tekerlek her iki yandaki fren lastiklerine sürtünür. Bisiklet önce yavaşlar, sonra da durur.

Arabalarda da yavaşlamak ya da durmak için bisikletlerde olduğu gibi sürtünmeden yararlanılır. Tekerlek, bisikletlerde fren lastiğine, arabalarda ise fren balatasına sürtünerek sürtünme kuvveti denilen bir kuvvetin oluşmasına sebep olur.

cisimler hareket ederken temas ettikleri yüzeylerin sürtünmesinden kaynaklanan ve yer değiştirmeye zıt yönde ortaya çıkan kuvvete sürtünme kuvveti denir.

Sürtünme Kuvvetinin Bağlı Olduğu Etkenler

a) Yüzeyin pürüzlü olması Cismin hareket edeceği yüzeyin pürüzlü olması cismin hareketinde önemlidir. Pürüzlü yüzeylerde cisimlerin hareket etmesi için daha büyük kuvvete ihtiyaç vardır. Bütün yüzeylerde mutlaka pürüz vardır. Cisimler birbiri üzerinde hareket ederken, yüzeylerindeki girinti ve çıkıntılar birbirinin içerisine girerek cismin hareket etmesini güçleştirirler. Cilalı yüzeylerde bu girinti-çıkıntılar daha az olduğundan sürtünme kuvveti de o oranda azdır. Bu nedenle pürüzlü yüzeylerin yağlanması ile bu girintiler azaltılarak daha az sürtünme kuvveti uygulaması sağlanabilir.

Şekilde olduğu gibi iki traktör yolda gitmektedirler Şekilde olduğu gibi iki traktör yolda gitmektedirler. Bu traktörlerden bir tanesi asfalt yolda giderken diğer taşlı bir yolda gitmektedir. Taşlı yolda giden traktörle düz yolda giden traktörün aynı hızda gitmeleri için taşlı yoldaki traktörün daha fazla kuvvet kullanması gerekmektedir.

b) Cismin ağırlığı Bir cismin ağırlığı arttığında cismin ve yüzeyin girinti-çıkıntıları daha fazla birbiri içine gireceğinden sürtünme de artar. Yani cismin hareketini engelleyen kuvvetin büyüklüğü de artar. Cismin hareket etmesini engelleyen bu kuvveti yenmek için, bu kuvvetten daha büyük bir kuvveti cisme uygulamak gerekir.

Sürtünme Kuvvetinin Özellikleri Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeylerin cinsine bağlıdır. Cisme etkiyen sürtünme kuvveti yüzeylerin cinsine göre değişir. Sürtünme kuvveti (yatay düzlemde) cismin ağırlığıyla doğru orantılı değişir. Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeylerin büyüklüğüne bağlı değildir. Sürtünme kuvveti daima harekete zıt yöndedir.

Zaten cisimlerin bir yüzeyde hareket etmeleri için hareketi sağlayan kuvvetin sürtünme kuvvetinden büyük olması gerekir.

sürtünme kuvveti, hareketi her zaman engeller mi sürtünme kuvveti, hareketi her zaman engeller mi? Yandaki fotoğrafta görülen atlet, koşuya daha hızlı başlayabilmek için bir hızlanma bloğu kullanıyor. Yürüdüğümüzde ya da koştuğumuzda ayaklarımızla yer  arasında bir sürtünme kuvveti oluşur. Oluşan bu sürtünme kuvveti bizim ileri doğru hareket etmemizi sağlar.

Salıncak potansiyel enerjinin kinetik enerjiye, kinetik enerjinin de potansiyel enerjiye karşılıklı olarak dönüşmesi sayesinde sallanır. Ancak bu durum sonsuza kadar devam etmez. Daha önce enerjinin yok olmayacağını öğrenmiştik. Peki, öyleyse; • Salıncak bir müddet sonra neden durur? • Hareketin devam etmesi için salıncağı neden itmek zorunda kalırız?

Birbirine sürtünen bütün cisimler enerji kaybeder Birbirine sürtünen bütün cisimler enerji kaybeder. Yani enerjilerinin bir kısmını kullanamayacakları biçime dönüştürür. Sizce cisimlerin genellikle kullanamadığı bu enerji nedir? Sürtünme ne kadar küçük olursa enerji kaybı da o kadar az olur diyebilir miyiz? Yandaki resimde görüldüğü gibi düz yolda hareket ederken motoru duran bir otomobil, sürtünme yüzünden önce giderek yavaşlayacak, bir süre sonra da duracaktır.  

Çünkü otomobilin kinetik enerjisi, sürtünme sonucunda ısı enerjisine dönüşmüştür. Bir enerji, kullanıldığında bir ya da daha fazla biçime dönüşebilir. Bu dönüşümde başlangıçtaki toplam enerji miktarı ile dönüşümden sonraki toplam enerji miktarı birbirine daima eşittir. Bununla birlikte, enerji bir biçimden başka bir biçime dönüşürken bu enerjinin bir kısmı da sürtünme nedeniyle ısı, ışık ve ses enerjilerine dönüşür.

Sürtünme kuvveti, cisimlerin yüzeyde tutunmasına yardım eden bir etkendir. Eğer sürtünme kuvveti var olmasaydı birçok yaşamsal faaliyet mümkün olmazdı. Yolda yürüyemez, bir yerde oturamaz, yemek yiyemez, yazı yazamaz, araç kullanamazdık. yolda hareketine başlayan bir aracın durması sürtünme kuvvetinin etkisi ile oluşmaktadır. Bu kuvvet olmasaydı frenler tutmayacağı için araba sürekli hareket ederdi. Buzun sürtünme kuvvetinin toprak veya asfalta göre daha düşük bir sürtünme kuvveti olduğu bilinmektedir. Kışın buzlu yollarda araçlar daha fazla kaymakta ve frenlerin etkisi daha az olmaktadır. Bu nedenle kışın meydana gelen kazalar, diğer zamanlara göre daha fazla olmaktadır. Bu nedenle kışın buzun erimesi için tuz kullanılması (suyun donma sıcaklığını düşürür) veya toprak atılması bu sürtünme kuvvetini artırmak içindir.

*Meteorlar atmosfere içinde hareket ederken atmosfer ile aralarındaki sürtünme nedeni ile ısı enerjisi oluşur. Bu ısı meteorun yanmasına ve küçülmesine sebep olur. *Hiç buzda yürüdünüz mü ya da eliniz yağlıyken bir kavanoz kapağını açmaya çalıştınız mı? Günlük hayatımızdaki birçok hareketin sürtünme kuvveti sayesinde gerçekleştiğini fark ettiniz mi? *yağmur damlalarının kafamıza kurşun gibi düşmesini engelleyen kuvvet.

Sürtünme kuvvetinin hayatımızı kolaylaştıran çok büyük etkilerinin yanında günlük yaşantıda işleri zorlaştırdığı da bilinmektedir. Çünkü sürtünme kuvvetini yenerek, cisimleri harekete geçirmek için daha büyük kuvvet kullanılması gerekir. Ve büyük yükleri, sürtünme kuvveti nedeni ile kas gücümüzle hareket ettiremeyiz. Bundan dolayı çeşitli makineler kullanarak bu yükleri hareket ettiririz. Makineler çalışırken, içerisindeki parçalar birbirine sürtünürler. Sürtünen bu parçalar zamanla aşınarak kullanılmaz hale gelirler. Makinelerin yıpranmasını engellemek için sürtünme kuvvetini düşürücü önlemler almak gerekir. Yani sürtünme kuvvetinin çok büyük yararları olmakla beraber bazı zorlukları da vardır.

Sürtünme Kuvvetini Artırmak ve Azaltmanın Yolları Sürtünme kuvvetinin, bir olayın gerçekleşmesi için yetersiz kaldığı durumlarda alınması gereken tedbirler vardır. Bunlardan bazılarını sıralayacak olursak; a) Kışın araba lastiklerine zincir takılması, b) Sporcuların ayakkabılarının altına dişler yapılması, c) İş makinelerinin tekerlerinde dişlerin daha büyük yapılması, d) Büyük kütlelerin altına tekerlek tipinde cisimlerin konulması, e) Makinelerin yağlanması, f) Dik yokuşlarda ulaşımı kolaylaştırmak için önlemler alınması,