9 Sınıf Fizik Sürtünme Kuvveti Konu Anlatımı

İki yüzeyin birbirine temas etmesi sonucu yüzeyler arasında hareketi engelleyici bir kuvvet oluşur. Hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştıran veya engelleyen bu kuvvete sürtünme kuvvetidenir.

veya daha basit:

Hareket halindeki bir cisme hareketi ile zıt yönde etki eden kuvvete sürtünme kuvveti denir.

Sürtünme Kuvvetinin Önemi

Yaşamımızdaki her harekette sürtünme kuvvetinin etkisi vardır. Sürtünme kuvveti olmasaydı birçok hareketi yapmakta zorlanırdık. Örneğin yürüyemez, koşamazdık. Koşarken duramazdık. Hareket hâlindeki araçlar duramazdı. Dahası, duran bir araç hareket hâline geçemezdi. Yemek yerken kaşığımızı, bir şey içerken içecek şişesini tutamazdık. Deftere ya da tahtaya yazı yazamaz, yazdıklarımızı silemezdik.

Sürtünme kuvvetinin hayatı kolaylaştıran etkileri olduğu gibi zorlaştıran etkileri de vardır. Makineler çalışırken içerisindeki parçalar birbirine sürtündüklerinden zamanla aşınır ve makine çalışamaz duruma gelir. Ayrıca çevremizde ses kirliliği oluşturan birçok ses sürtünme kaynaklıdır.

Sürtünme Kuvvetinini Arttırmak İçin Kullanılan Yöntemler

•  Kış aylarında karlı ve buzlu yollarda, araç tekerlerine zincir takılması
•  İş makinelerinin tekerlerinin yüzeylerinin daha kalın girintili yapılması
•  Kış aylarında daha girintili tabana sahip ayakkabılar giyilmesi
•  Futbol maçlarında kalecilerin eldiven giymesi
•  Bisikletlerin durması için plastik fren pabuçları kullanılması
•  Malzemelerin sabitlenmesi için kullanılan vidaların girintili olması
•  Eğimli yollarda güvenli sürüş için yola dik şeritler kullanılması

Sürtünme Kuvvetinini Azaltmak İçin Kullanılan Yöntemler

• Makinelerin hareket eden parçalarının, kapı menteşelerinin, bisiklet zincirlerinin yağlanması
• Kayakçıların düz ve pürüzsüz kayak kullanması
• Uçakların burun kısımlarının sivri şekilde tasarlanması
• Gemilerin ön kısımlarının V şeklinde tasarlanması

Özellikler:

1. Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeyin cinsine bağlıdır.

2. Sürtünen yüzeyin büyüklüğüne bağlı değildir.

Kinetik Sürtünme Kuvveti (Fkinetik):

Bir cismi sabit hızla harekette tutan kuvvete eşit büyüklükte, aynı doğrultulu ve zıt yönlü olan kuvvettir.

Statik sürtünme kuvveti (Fstatik)

Duran bir cismi harekete geçirebilecek kuvvete eşit büyüklükte, aynı doğrultulu ve zıt yönlü kuvvettir.

Sürtünme kuvveti her zaman hareket

yönüne zıt yöndedir.
– Sürtünme kuvveti cismin kütlesine bağlıdır.
– k: sürtünme katsayısıdır. ( 0 < k < 1 )
– Bir cismi hareket ettirebilmek için en az sürtünme kuvveti kadar kuvvet uygulanmalıdır.

Aynı cisme aynı düzlemde etki eden kinetik sürtünme kuvveti ile statik sürtünme kuvveti karşılaştırıldığında, Fstatik>Fkinetik

Fkinetik ve Fstatik sürtünme kuvvetlerinin değeri birbirine yakın olduğundan bunların yerine Fs alınacaktır.

Sürtünme Kat Sayısı

Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, yüzeye dik olan N tepki kuvveti ile doğru orantılıdır.

Fs=k.N

Buradaki k sabitine, sürtünme kat sayısı denir. Birimsiz olan bu kat sayı sürtünen yüzeylerin cinsine ve yapısına bağlıdır.

Kaynakça : http://www.fizik.net.tr/site/surtunme-kuvveti/

Kaynakça : http://okulvakti.com/5-s-n-f/fen-ve-teknoloji/425-suertuenme-kuvveti-konu-oezeti.html

Yerde duran tahta bir kutuyu iterseniz yani kuvvet uygularsanız, hareket etmesine engel olan bir etki olduğunu fark edersiniz. Bir cismin hareketine zıt yönde olan bu etkiye sürtünme kuvveti denir. Birbirine temas eden iki cismin yüzeyleri arasındaki pürüzlülükten dolayı oluşur.

Sürtünme kuvveti nelere bağlıdır?

Sürtünme kuvveti yüzeyin cisme uyguladığı normal kuvvetine ve yüzeyler arasındaki pürüzlüğün bir ölçüsü olan sürtünme katsayısına bağlıdır. Matematiksel olarak bu ilişki f_sürtünme = μN biçiminde ifade edilir.

Yüzeyin uyguladığı normal kuvveti nedir?

Bir tane tahta kutuyu mu ittirip harekete geçirmek daha zordur, yoksa iki tane üst üste konmuş tahta kutuyu mu? Elbette iki tane üst üste konmuş tahta kutuyu hareket ettirmek tek kutuyu hareket ettirmekten daha zordur. Bunun nedeni sürtünme kuvvetinin, yüzeyin kutuya uyguladığı normal kuvveti ile ilişkili olmasıdır. Yüzeyin uyguladığı normal kuvveti arttıkça sürtünme kuvveti de artar.

Aşağıdaki serbest cisim diyagramında tek kutu ve iki kutu durumu görülüyor.

Tek kutu için:

İki kutu için:

• kutular üst üste konulduğunda toplam ağırlık aynı yönlü G + G = 2G kuvvetine eşit, yerin uyguladığı normal kuvveti de N = -2G‘ye. Ayrıca kutuları sağa doğru hareket ettiren F kuvveti var.
• Sürtünme kuvveti de 2f_sürtünme oluyor, iki katına çıkıyor.

​Yüzeye uygulanan kuvvet mutlaka  yatay doğrultuda ve yere doğru olmak zorunda değildir. Örneğin, düşey olarak da sürtünme kuvvetinin yüzeye uygulanan kuvvetle doğru orantılı olduğunu görebiliriz. Örneğin kutuyu duvara hafifçe bastırsaydık duvarın uyguladığı normal kuvveti bizim bastırdığımız kuvvete eşit ve zıt yönlü olurdu (N = -F). Duvara yaslı kutu ağırlığının etkisinde aşağı doğru hareket etseydi sürtünme kuvveti harekete zıt yönde yani yukarı doğru olurdu. Aşağıdaki resimde düşey durum gösteriliyor.

Yüzeylerin cinsi: Sürtünme katsayısı nedir?

Bir kutuyu pürüzsüz buz bir zeminde mi hareket ettirmek daha kolay olur; yoksa girintili çıkıntılı toprak bir yüzey üstünde mi?

Birbirine temas eden cisimlerin yüzeyleri dokunduğumuz zaman bize pürüzsüz gelse bile, aslında hala pürüzlüdür. Pürüzleri tepeler ve çukurlar olarak düşünebiliriz. Bu tepeler ve çukurlar karşılıklı olarak birbirinin içine girince hareketi zorlaştırır. İşte bu yüzden sürtünme kuvveti öteleme hareketi yapan cisimlerde hareket yönüne ters yöndedir.

Örneğin, tahta kutunun yüzeyiyle üstünde durduğu zeminin yüzeyini ele alalım. Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi tahta kutuyla yerin birbirine temas eden yüzeylerini eğer büyütebilseydik, karşılıklı olarak girintili çıkıntılı olduklarını görürdük. Bu girinti ve çıkıntılar birbirine geçerek tahta kutunun hareket etmesine karşı bir kuvvet uygular.

Cisimlerin yapıldıkları maddenin cinsine ve yüzeylerinin pürüzlülük durumuna göre sürtünme kuvveti değişir. Mikroskobik ölçekteki yüzeyler arasındaki girinti ve çıkıntılar, yüzeylerin cinsine göre, birbiriyle daha sıkı ya da daha gevşek kenetlenir.

Yüzeylerin pürüzlülük oranını gösteren sabit değere sürtünme katsayısı denir, k ya da μ simgesiyle gösterilir. Her yüzeyin farklı sürtünme katsayısı vardır.

Sürtünme kuvveti temas eden yüzeylerin alanına bağlı değildir.

Sürtünme kuvvetinin formülü

Cismin durmasına (statik) veya hareket etmesine (kinetik) göre sürtünme katsayısı değişir.

Sürtünme kuvveti video

Aşağıdaki video kısa bir gözden geçirme. Videodaki PHET simülasyonu Kuvvet ve Hareketle oynamak isteyebilirsiniz.

Sürtünme kuvveti ile ilgili Fizik dersi Kazanımları

 Sürtünme kuvvetinin bağlı olduğu değişkenleri analiz eder.

• Öğrencilerin deney yaparak veya simülasyonlardan elde ettiği verilerden çıkarım yapmaları ve değişkenler arasındaki ilişkiyi belirlemeleri sağlanır.
• Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerinin karşılaştırılması sağlanır.
• Serbest cisim diyagramları üzerinde sürtünme kuvvetinin gösterilmesi sağlanır.
• Sürtünme kuvvetinin matematiksel modeli verilir. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
• Sürtünme kuvvetinin günlük hayattaki avantaj ve dezavantajlarına örnekler verilmesi sağlanır.
• Kayarak ve dönerek ilerleyen cisimlerde sürtünme kuvvetinin yönü, örnekler üzerinden açıklanır.

Önizleme

Açıklama

3.Ünite : Hareket ve Kuvvet
4.Bölüm : Sürtünme Kuvveti

9.3.4.1. Sürtünme Kuvvetinin Bağlı Olduğu Değişkenler
Amaç: Sürtünme kuvvetinin bağlı olduğu değişkenleri analiz etmek. Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerini karşılaştırmak.

Günlük yaşamda karşılaştığımız faaliyetlerin her birinde sürtünme kuvvetiyle karşılaşırız. Arabaların hareketi esnasında havayla, tekerleklerin yerle ya da motor içindeki parçaların birbiriyle teması sürtünme kuvvetine neden olur. Yine yazı yazarken, yüzerken, paraşütle atlarken, koşarken, yürürken vb. birçok faaliyette sürtünme kuvvetiyle karşılaşırız. Kaykayı yatay bir zeminde hareket ettirmek için ayağımızla iteriz. Kaykay kaymaya başlar fakat bir süre sonra durur. Kaykayın durmasının nedeninin sürtünme olduğunu biliyoruz.

Konu özetinin devamı için pdf dosyayı indirebilirsiniz.

Güncel Paylaşım Bildirim

Detay