F.5.3.2. Sürtünme Kuvveti

Önerilen Süre: 6 ders saati

Konu / Kavramlar: Sürtünme kuvvetinin kaygan ve pürüzlü yüzeylerdeki uygulamaları, sürtünme kuvvetinin günlük yaşamdaki uygulamaları

F.5.3.2.1. Sürtünme kuvvetine günlük yaşamdan örnekler verir.

F.5.3.2.2. Sürtünme kuvvetinin çeşitli ortamlarda harekete etkisini deneyerek keşfeder. Sürtünme kuvvetinin, pürüzlü ve kaygan yüzeylerde harekete etkisi ile ilgili deneyler yapılır.

F.5.3.2.3. Günlük yaşamda sürtünmeyi artırma veya azaltmaya yönelik yeni fikirler üretir.

SÜRTÜNME KUVVETİ

1. SÜRTÜNME KUVVETİ NEDİR?

• Hareketli cisimlerle temas ettiği yüzey arasında gerçekleşen, cismin hareketini zorlaştıran etkiye “sürtünme kuvveti” denir.
• Topa vurduğumuzda topun bir süre sonra durması, bisikleti zorlanarak sürmemiz sürtünme kuvvetinden kaynaklanır.

1.2. Sürtünme Kuvvetinin Özellikleri

• Sürtünme kuvveti hareket yönüne zıttır. (Her zaman bu şekilde olmaz, bazen de hareket yönüyle aynı yönde olabilir.)
• Sürtünme kuvveti temas gerektiren bir kuvvettir.
• Hareket eden cisimleri yavaşlatır ve durdurur.
• Duran cisimlerin hareket etmesini zorlaştırır.
• Cisimleri hareket ettirebilmek için sürtünme kuvvetini yenmeliyiz.
• Sürtünme kuvveti pürüzlü yüzeylerde daha fazladır, kaygan yüzeylerde sürtünme kuvveti azdır.
• Sürtünme kuvveti yüzeyin cinsine bağlı olarak değişir.
• Sürtünme kuvveti cisimleri hareket ettiremez.

1.3. Sürtünme Kuvvetini Azaltan Etmenler

• Sürtünme kuvvetini azaltmak için yüzeyler pürüzsüz hale getirilir.
• Cisimlerin altına tekerlek takılması sürtünme kuvvetini azaltır.
• Makinelerin yağlanması sürtünme kuvvetini azaltır.
• Su sürtünme kuvvetini azaltır. Islak zeminlerde kayarak düşebiliriz.
• Kar ve buz sürtünme kuvvetini azaltır. Kışın arabaların tekerlerinin kaymasını engellemek için kış lastikleri ve zincir kullanılır.

Örnek
Uzaktan kumandalı oyuncak arabamızı halı üzerinde ve tahta parke üzerinde sürelim.
Arabamız hangi yüzeyde daha hızlı gitmektedir?

Tahta parke yüzeyde daha hızlı hareket ettiğini gözlemleriz, halı üzerinde pürüz daha fazla olduğu için sürtünme kuvveti fazla olur. Arabamız daha yavaş ilerler.

1.4. Sürtünme Kuvveti Nelere Bağlıdır?

Sürtünme kuvveti cismin ağırlığına ve yüzeyin cinsine bağlı olarak değişir.

1. Cismin ağırlığı
Cismin ağırlığı artarsa sürtünme kuvveti de artar.
Kışın kayan otomobillerin ağırlığı artırılarak sürtünme kuvveti artırılmaya çalışılır.

2. Yüzeyin cinsi
Yüzey pürüzlü ise sürtünme kuvveti artacaktır.

Not: Sürtünme kuvveti yüzeyin büyüklüğüne bağlı değildir.

1.5. Sürtünme Kuvvetinin Etkileri

• Sürtünme kuvvetinin olumlu ve olumsuz etkileri vardır.
• Sürtünme kuvveti elbiselerimizi, ayakkabılarımızı aşındırır.
• Yazı yazabilmemiz, ayakta düşmeden durabilmemiz sürtünme kuvveti ile olur.
• Kışın buzlu yollarda sürtünme çok azdır, sürtünmeyi artırmak için araba tekerlerine zincir takılır.
• Makine parçalarının aşınmasını engellemek içinde yağlanması sürtünmeyi azaltmak için yapılır.
• Buzdolabının tekerlekli olması sürtünme kuvvetini azaltır.
• Araçlara takılan kışlık lastiklerin sürtünmeyi artırıcı, yazlık lastiklerin sürtünmeyi azaltıcı desenleri vardır.
•  Kibritin, çakmağın yanması sürtünme sonucu oluşan kıvılcımla gerçekleşir..

1.6. Havadaki Sürtünme Kuvveti (Hava Direnci)

• Havadaki sürtünme kuvvetine hava direnci denir.
• Hava direnci cisimlerin hava içinde hızını azaltır.
• Havadaki cisim ne kadar büyükse sürtünme kuvveti o kadar fazla olur.
• Sürtünme kuvvetini azaltmak için özel tasarım şekiller yapılır.
• Otomobil ve uçaklar aerodinamik özelliklerine dikkat edilir.

1.7. Sudaki Sürtünme Kuvveti (Su Direnci)

Sudaki sürtünme kuvvetine su direnci denir.
Su direnci, su içerisinde hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştırır.

Su direncinin azaltılmasına örnekler

1. Balıkların pullu olması,
2. Gemilerin önünün “V” şeklinde yapılması,
3. Yüzücülerin yarışmada birinci olmak için özel üretilmiş mayo ve bone kullanması,
4. Balıkların kaygan sıvı kaplı olması
5. Yüzücülerin suya atlarken ellerini birleştirerek atlamaları
6. Balıkların oval yapılarının olması

Not: Su direnci hava direncinden daha fazladır.