Sürtünme, dinamiklerin en önemli kavramlarından biridir. Bu konuda ne biliyorsun?

Okul yıllarında bile, yedinci ya da sekizinci sınıfta her kişi dinamik fizik - sürtüşme kavramını tanımış olur. Bununla birlikte, büyüdükçe birçok kişi, bu sürtünmeyi ve bu gücün ne şekilde çalıştığını unutuyor. Bu konuyu anlamaya çalışalım.

Kavramın tanımı

Sürtünme şu anlamı taşıyan bir fenomendir: İki cisim birbirine temas ettiğinde, temas yerine cisimlerin birbirlerine göre hareket etmesini engelleyen özel bir etkileşim oluşur. Açıkçası, bu cisimlerin etkileşiminin önemini hesaplamak mümkündür. Sürtünme kuvveti tam olarak bu etkileşimi kantitatif olarak karakterize eden şeydir. Sürtünmeler katılar arasında meydana gelirse (örneğin bir kitabın bir kitap rafıyla veya bir elma ile bir masayla etkileşimi), bu etkileşime kuru sürtünme denir.

Sürtünmenin, doğada elektromanyetik olan bir kuvvet olduğu anlaşılmalıdır. Bu, bu gücün nedeninin, bu veya o bedenin oluşturduğu parçacıklar arasındaki etkileşim anlamına geldiği anlamına gelir.

Sürtünme nedir?

Dünyamızda var olan çeşitli nesneler nedeniyle her birinin kendi yapısına sahip olduğu ve bireysel özelliklere sahip olduğu tespit edilebilir. Bu, farklı nesneler arasındaki etkileşimin farklı olacağı anlamına gelir. Fizikte birçok sorunun özünü ve yetkin çözümünü doğru bir şekilde anlamak için, geleneksel olarak üç tür sürtüşme ayrılmıştır. Yani, her birini ayrı ayrı analiz edeceğiz:

• Birinci sürtünme , iki cismin göreli yer değiştirmesi olmadığında ortaya çıkan dinlenme sürtünmesidir. Örneklerini her yerde görebiliriz, çünkü bu sürtünme ile oluşan kuvvetler nesneleri dengede tutar. Örneğin, hareketli bir konveyör bandında, duvara sürülen bir tırnakta ya da yerde duran bir kişide mallar.
• Kayma sürtünmesi şartlı olarak ikinci sürtünme dir. Kayma değeri bu şekilde belirlenir: denge halinde vücuda bir kuvvet uygulandığında, dayanma sürtünme kuvvetinden daha büyük olduğunda sürtünmeli sürtünme kuvveti harekete başlar ve vücut yerinden geçer.
• Son olarak, bir tanesi diğerinin yüzeyinde yuvarlanan iki cismin etkileşimini açıklayan sürtünme sürtünmesi . Yuvarlanma ile kayma arasındaki sürtünme farkı, herhangi bir hareket için vücut alanlarının temas yüzeyi boyunca hareket etmesi ve kopmuş moleküler-arası bağlar yerine yenileri oluşturulması ile açıklanmaktadır. Tekerlek kayma olmadan döndüğünde, tekerlek parçalarının kaldırılmasındaki moleküler bağlar sürtünmeden çok daha hızlı bir şekilde kopar. Dönen sürtünme kuvvetinin kayma kuvvetinden daha az olduğu görülür.

Sürtünme nerede ve ne olabilir?

Sürtünme vazgeçilmez bir fenomendir; bunun olmadan olmadan temel şeyler yapamayız: yürümek, oturmak veya yalnızca elinde tutmak. Bu nedenle, sürtünmenin önemini hafife alma. Fransız fizikçi Guillaume'nin dediği gibi: "Sürtünme olmayın, Dünya'mız tek bir pürüzsüzlük olmadan olur, bu sıvı damlası gibi olurdu."

Sürtünmeyi en doğru şekilde karakterize eden belki de en iyi örnek, tekerleğin çalışmasıdır. Eski çağlarda dahi, yuvarlanmanın sürtünme kuvvetlerinin kayan sürtünme kuvvetlerinden çok daha az olduğu kaydedildi. İnsanları ağır veya büyük boy yükleri taşımak için günlükleri veya silindirleri koymalarına neden olan sürtünmenin yadsınamayacak bir yararıdır. Zaman içinde, insanlar kaygan sürtünmenin şaşırtıcı özellikleri hakkındaki bilgilerini geliştirdiler, sürtünme kuvvetlerinin etkisi altındaki nesnelerin hareketi izlediler ve sonunda tekerleği icat ettiler! Modern dünyada, bu yeri doldurulamayan ayrıntılar olmadan hayatı hayal etmek imkansızdır, çünkü tekerlekler herhangi bir nakliyenin ikinci "motoru" dur.

Sürtünme kuvvetinin değerini nasıl hesaplarsınız?

Herhangi bir kuvvet gibi, sürtünme kuvveti tamsayı değerlerine de sahiptir. Hareket ettirmek için ne kadar kuvvetin ne kadar kuvvetli olduğunu tespit etmek için, dinlenme sürtünme kuvvetini hesaplamak gerekir. Bu, örneğin bitkiler inşa edildiğinde veya yeni cihazlar icat edildiğinde, genellikle mühendisler tarafından yapılır. Bununla birlikte, sıradan öğrenciler bile sürtünme kuvvetini hesaplamaları gereken belirli görevlerle karşı karşıya kalırlar. Yani, değerini hesaplamak için, basit bir formül kullanmanız yeterlidir: F _sürtünme = K * N, burada k sürtünme katsayısıdır. Bütün katsayıların değeri her zaman cismin üzerinde hareket ettiği veya etkileştiği cismin yüzeyine bağlıdır. Formülümüzdeki "N", vücuda yapilan desteğin tepkisi demektir. Öncelikle desteğin yüzeyi ile temas halinde olan vücudun kütlesine bağlıdır.

Problemdeki kuvvetin değerini hesapla

M = 3 kg ağırlığında bir gövde yatay bir tahta üzerinde ise. Ahşap tahta ile gövde arasındaki sürtünme katsayısı 0.3'tür. Sürtünme kuvvetinin değerini nasıl bulabiliriz? Çok basit, sadece formüllerimizdeki değerlerimizi değiştirmeliyiz. Bu durumda N'nin vücudun ağırlığına eşit olduğunu dikkate almak gerekir (Newton'un 3. kanununa göre). Böylece gerekli kuvvet (m * g) * k = (3 kg * 10 m / s ² ) * 0.3 = 9 H'dir.