Sürtünme Kuvveti: Bağlı Olduğu Değişkenler

Konu Özeti

Birbirine temas eden yüzeyler arasında hareketi ya da hareket eğilimini engelleyen sürtünme kuvveti, günlük hayatın her anında karşımıza çıkar. Bu konuda sürtünme kuvvetinin hangi değişkenlere bağlı olduğunu ve hangilerine bağlı olmadığını öğreneceksin. Yüzeyin cinsi ve dik kuvvet, sürtünme kuvvetini belirleyen temel etkenlerdir. Temas alanı ve hız ise temel düzeyde etkili değildir.

Temel Kavramlar

Sürtünme kuvveti, temas yüzeyine paralel etki eder ve cismin hareketine ya da hareket eğilimine ters yöndedir. Cismin durumuna göre iki türü vardır.

• Statik (durgun) sürtünme: Cisim hareket etmiyorken etkir. Uygulanan kuvvete eşit büyüklüktedir ve belli bir en büyük değere kadar artabilir.
• Kinetik (hareketli) sürtünme: Cisim hareket ederken etkir. Genellikle en büyük statik sürtünmeden küçüktür ve hız arttıkça değişmez kabul edilir.
• Sürtünme kuvveti ısı açığa çıkarır ve yüzeyleri aşındırır.

Fs = k · N

Burada Fs sürtünme kuvveti, k sürtünme katsayısı, N ise yüzeyin cisme uyguladığı dik (tepki) kuvvettir. Yatay yüzeyde ve düşey ek kuvvet yoksa N = m · g olur.

• Yüzeylerin cinsi (k): Yüzey pürüzlendikçe k büyür ve sürtünme artar.
• Dik kuvvet (N): N arttıkça sürtünme doğru orantılı olarak artar. Cisme yukarıdan bastırma uygulanırsa N artar.
• Temas yüzeyinin alanı: Sürtünme kuvveti yüzey alanına bağlı değildir. Aynı cisim geniş ya da dar yüzeye konulsa, k sabit kaldığı sürece Fs aynıdır.
• Cismin hızı: Temel düzeyde sürtünme kuvveti hıza bağlı değildir.
• Eğik düzlemde N = m · g · cosθ olduğundan eğim arttıkça N ve dolayısıyla sürtünme azalır.