Sürtünme kuvveti nedir ve nelere bağlıdır? Katı yüzeyler arasındaki sürtünme, akışkan direnci, sürtünme kuvveti konu anlatımı.
SÜRTÜNME KUVVETLERİ
Katı cisimler birbiri üzerinden kayarken ya da bir katı cisim bir sıvı içinden geçerken hareketi zorlaştırıcı kuvvetler ortaya çıkar. Bu kuvvetlere sürtünme kuvvetleri denir. Sürtünme kuvvetleri hareketi zorlaştırıcı oldukları için bu yönüyle istenmezler. Ancak, sürtünme kuvvetlerinin yararları da çoktur. Eğer sürtünme olmasaydı yürüyemez, kitapları elimizde tutamazdık. Hatta sürtünme olmasaydı, tekniğin başlangıcı sayılan tekerler ve tekerlekli araçlar olmazdı. Çünkü yuvarlanma hareketi ancak sürtünmeyle olasıdır. Kısacası sürtünmenin olmasını istediğimiz olaylar, olmasını istemediğimiz olaylardan daha çoktur.
KATI YÜZEYLERİ ARASINDA SÜRTÜNME
Ne denli düzgün ya da parlak olursa olsun tüm katı yüzeyleri pürüzlüdür. Bu pürüzleri mikroskobik boyuttadır. Katı cisimler birbiri üzerinden kayarsa ya da kayma sa bile kaymaya zorlayacak bir kuvvet etki ederse, pürüzler birbirine takılır. Bunun sonucu olarak da kaymayı engelleyici bir kuvvet doğar. Bu kuvvete sürtünme kuvveti denir.
Katı yüzeyleri arasındaki sürtünme kuvveti şu özeliklere sahiptir :
I. Yüzeylerin cinsine bağlıdır.
II. Kayan ya da kaymaya zorlanan yüzeye dik olan kuvvetle doğru orantılıdır.
III. Yüzeylerin büyüklüklerine ve hareketin hızına bağlı değildir.
IV. Kayan yüzeye dik etkiyen kuvvet, Şekildeki gibi ise sürtünme kuvveti Fs , daima,
dir. Buradaki y sabiti yüzeylerin cinsine bağlıdır ve adına sürtünme katsayısı denir. Kayma hareketi başlayana dek sürtünme kuvveti μN den küçüktür ve kaymaya zorlayan kuvvete eşittir. Kayma başlayınca da μN ye eşit olur. O halde katı yüzeyler arasında sürtünme kuvvetinin en büyük değeri μN dir. Bu değeri hiç bir zaman geçemez.
AKIŞKANLAR İÇİNDE HAREKETE KARŞI DİRENÇ KUVVETİ
Katı bir cisim, bir sıvı ya da gaz kütlesi içinde hareket ederken sıvı ya da gaz molekülleri cismin yüzeyine sürekli çarparlar. Bu çarpmalardan hareketi engellemeye çalışan bir kuvvet doğar. Bu kuvvete akışkan direnci denir.
Akışkan direnci, gaz ya da sıvı taneciklerinin yüzeylere çarpmasından kaynaklandığına göre birim hacimdeki tanecik sayısının artması direnç kuvvetini artırır. Bu da direnç kuvvetinin, akışkan özkütlesiyle doğru orantılı olması demektir.
Cismin akışkan içinde hızlı hareket etmesi, taneciklerin yüzeye daha şiddetli çarpması demektir. O halde hız artınca direnç kuvveti artacaktır.
Bu açıklamalara göre diyebiliriz ki, akışkan direnci :
I. Akışkanın özkütlesiyle doğru orantılıdır.
II. Cismin hızına bağlıdır ve hız arttıkça direnç artar.
III. Cismin, harekete dik kesit alanıyla doğru orantılıdır.
IV. Cismin şekline bağlıdır.
