11. Sınıf Fizik · 1. Ünite: Kuvvet ve Hareket

Sürtünme Kuvveti

Yürüyebilmemizi, arabaların fren yapabilmesini ve kalemin kâğıda yazmasını sağlayan sürtünme kuvveti, aynı zamanda makinelerin aşınmasının da nedenidir. Bu konuda statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerinin benzerliklerini ve farklarını karşılaştıracak, sürtünme kuvvetinin hangi değişkenlere bağlı olduğunu verilerden keşfedip matematiksel modeline ulaşacaksın.

Kazanımlar

Konu anlatımı

  1. Sürtünme neden vardır, ne işe yarar?

  2. Statik sürtünme: değeri uygulanan kuvvete göre ayarlanır

  3. Kinetik sürtünme ve karşılaştırma

  4. Sürtünme kuvveti hangi değişkenlere bağlı? Keşif ve model

  5. Çözümlü örnekler

  6. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

Anahtar terimler

Sürtünme kuvveti
Temas halindeki yüzeyler arasında, göreli harekete ya da hareket eğilimine zıt yönde, yüzeye paralel etki eden kuvvet.
Statik sürtünme kuvveti
Yüzeyler birbirine göre kaymıyorken etkir; kaymıyorsa uygulanan kuvvete eşittir ve $f_s \le \mu_s N$.
Kinetik sürtünme kuvveti
Yüzeyler birbirine göre kayarken etkir; sabit değerlidir: $f_k = \mu_k N$.
Sürtünme katsayısı
Yüzeylerin cinsine bağlı birimsiz sayı; $\mu = f/N$.
Normal kuvvet
Yüzeyin cisme yüzeye dik doğrultuda uyguladığı kuvvet; sürtünme kuvvetiyle doğru orantılıdır.
Kayma sınırı
Statik sürtünmenin alabileceği en büyük değer ($\mu_s N$) ulaşıldığı, kaymanın başlamak üzere olduğu durum.
Temas alanı
İki yüzeyin birbirine değdiği toplam alan; sürtünme kuvvetinin büyüklüğünü değiştirmez.

Örnek soru

Aşağıdakilerden hangisi statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerinin ortak bir özelliğidir?

  1. Büyüklükleri her zaman uygulanan kuvvete eşittir.
  2. Büyüklükleri her zaman $\mu N$ ile hesaplanır.
  3. Temas yüzeyinin alanı arttıkça büyürler.
  4. Cismin hızı arttıkça büyürler.
  5. Temas yüzeyine paraleldirler ve göreli harekete (ya da eğilime) zıt yönde etkirler.

Doğru cevap: E

Çözüm

1. Her iki sürtünme de temas eden yüzeyler arasında oluşur ve yüzeye paraleldir.
2. Her ikisi de göreli hareketi ya da hareket eğilimini engellemeye çalışır; yön her zaman buna zıttır.
3. A şıkkı yalnızca kaymayan cisimde statik sürtünme için, B şıkkı yalnızca kinetik sürtünme ve kayma sınırı için geçerlidir; C ve D şıkları yanlıştır çünkü sürtünme alana ve (bu düzeyde) hıza bağlı değildir.
Cevap: E. A şıkkı en güçlü çeldiricidir; yalnızca statik sürtünmenin bir özelliğini tüm sürtünmelere genellemektedir.

11. Sınıf Fizik: tüm konular