Physics

Kuvvet-3

Sürtünme Kuvveti (Bu bölüm sürtünme kuvvetinin yönü ile ilgili bazı hatalar içeriyor olabilir. Onları düzelt)

Temas halindeki iki yüzeyin birbirlerine göre oluşturulan bağıl harekete karşı koyan kuvvete sürtünme kuvveti denir.

  • Tabanı düz cisimlerde sürtünme kuvveti harekete ters yönde oluşur.
  • Zemin, sağ tarafa doğru hareket eden bir cisme sol tarafa doğru bir kuvvet uygularken, cisim de zemine sağ tarafa doğru bir kuvvet uygular.

Sürtünme kuvveti cisim ve zeminde oluşan pürüzlerden dolayı meydana gelen elektromanyetik bir kuvvettir.

\[\vec{f_s}\text{(Sürtünme Kuvveti)}=k\text{(Sürtünme Katsayısı)}.\vec{N}\text{(Normal Kuvvet)} \]

  • Normal Kuvvet, cismin yere uyguladığı kuvvetin tepkisidir ve eşit büyüklüktedir. (Dikey zeminde cismin zemine uyguladığı kuvvet, cismi zemine doğru iten F kuvvetidir.)
  • Sürtünme Katsayısı Cisim ve yüzeyin yapıldığı maddeye ve pürüzlere bağlı olarak değişiklik gösterir.

Cismin ağırlığı ne kadar fazlaysa, ona etki edecek sürtünme kuvveti de o kadar fazladır.

Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeyin alanına bağlı değildir. Basınca bağlıdır. Basınç ne kadar düşükse, sürtünme o kadar azdır ve basınç, yüzey alanı arttıkça azalır.

Sürtünme kuvveti ikiye ayrılır

Statik sürtünme, kinetik sürtünmeden büyüktür.

Sürtünme kuvveti cisme uygulanan kuvvetten büyük olamaz! Statik bir cisim için formülle sürtünme kuvvetini hesapladığında, sürtünme kuvveti uygulanan kuvvetten daha büyük çıkabilir. Bu, zeminin cisme uygulayabileceği maksimum sürtünme kuvvetidir.

  • Cisme bu kuvveti aşan başka bir kuvvet uygulanana kadar cisim hareketsiz kalır. Ardından cisme bu kuvvet yerine kinetik sürtünme etki etmeye başlar ve bu kuvvet, statik sürtünme kuvvetinden daha azdır.

fizik-statik-kinetin-surtunme.png

Dönerek ilerleyen cisme uygulanan sürtünme kuvveti:
screenshot-1751395845.png

Tekerleğin pedalını çevirdiğinizde cisme ileri gitmesi için bir kuvvet uygulamazsınız, sadece pedalı çevirirsiniz. Cismin hızlanarak ileri gitmesini sağlayan şey sürtünme kuvvetidir.

Kaykaydaki durum:

Bir cismin maksimum statik sürtünme kuvveti 130N, kinetik sürtünme kuvveti 100N olsun.

  • Bu cisim hareketsiz iken 120N kuvvet uygularsak hareket etmez ve net kuvvet 0 dır.
  • Fakat önce 140N uygulayıp hareket ettirir, sonra 120N kuvvet uygularsak, kinetik sürtünme kuvveti 100N olduğundan cismi 20N net kuvvetle hareket ettirebiliriz.

Yere düşen bir cismin net kuvveti yere düştüğü anda 0 olmaz. Yere çarpınca uyguladığı kuvvete paralel olarak bir tepki kuvveti uygulanır ve cisim yerden seker. Yere çarpma anında normal kuvvet, yerçekimi kuvvetinden büyüktür.

Eğer sürtünmesiz bir düzlemde hareket eden bir cisim, kinetik sürtünme kuvveti cisme girmeden önce uygulanan net kuvvetten büyük olan bir bölgeye girerse, cisim yavaşlayarak durur.

Eğer x ve y cisimlerine aynı sürtünmeli zeminde aynı kuvvet uygulanıyor fakat biri hareket etmiyorsa, bunun sebebi sadece kütle farkı değil, sürtünme katsayısı da olabilir.

Bir arabanın samanlara çarptığında, duvara çarptığından daha az hasar almasının sebebi, samana daha az bir kuvvet uygulamış olması, ve buna karşılık olarak daha az bir tepki kuvvetine maruz kalmasıdır.

İki kişinin bir halatı zıt yönlerde F'er güçle çektiğini düşünelim. Halattaki gerilme kuvveti bunların toplamı olan 2F olmaz, F olarak kalır.

A cisminin üzerinde duran bir B cismi olsun. A cismi sağa F kuvveti ile hareket etmeye başladığında B cismi de onunla birlikte hareket eder. Bunun sebebi B cismine etki eden sürtünme kuvvetinin F ile aynı yönde ve güçte olmasıdır.