Statik ve Kinetik Sürtünme Kuvvetlerinin Karşılaştırılması, Sürtünme Kuvveti–Uygulanan Kuvvet Grafiği ve Günlük Hayattaki Etkileri
Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerinin oluşma koşullarını, bağıntılarını ve katsayıları arasındaki ilişkiyi belirler. · Sürtünme kuvveti–uygulanan kuvvet grafiğinin statik bölgesini, eşik değerini ve kinetik bölgesini yorumlar. · İki sürtünme türünün benzerlik ve farklarını, günlük hayattaki olumlu ve olumsuz etkilerini karşılaştırır.
- Duran cisimde F ≤ fs,max oldukça fs = F'dir; eşik değeri fs,max = ks · N bağıntısıyla bulunur.
- Kayan cisme hareket yönüne zıt, sabit büyüklükte fk = kk · N etki eder; aynı yüzey çiftinde ks > kk ve fs,max > fk'dir.
- Sürtünme yüzeylerin cinsine ve dik tepki kuvvetine bağlıdır, temas alanına bağlı değildir; katsayılar birimsizdir.
Görselde yatay zeminde duran 6 kg kütleli sandığa 15 N büyüklüğünde yatay kuvvet uygulanmaktadır. Buna göre sandığa etki eden sürtünme kuvveti kaç N'dir?
- A9
- B15
- C18
- D24
Sürtünme kuvvetleriyle ilgili aşağıdaki ifadelerden doğru olanlara D, yanlış olanlara Y yazınız.
| D | Y | |
| Statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü her durumda ks · N'ye eşittir. | ✓ | |
| Kayan bir cisme etki eden sürtünme kuvveti, uygulanan kuvvet artsa da değişmez. | ✓ | |
| Sürtünme katsayılarının birimi newtondur. | ✓ | |
| Aynı yüzeyde cismi harekete geçirmek, hareketini sürdürmekten daha büyük kuvvet ister. | ✓ |
Görseldeki 5 kg kütleli cisme 35 N yatay kuvvet uygulanıyor. Cisim harekete geçer mi? Sürtünme kuvvetini ve cismin ivmesini bulunuz.
Durgun bir cisme sıfırdan başlayarak artırılan yatay F kuvveti uygulanıyor ve sürtünme kuvvetinin F'ye bağlı grafiği görseldeki gibi çiziliyor. Buna göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
- AF = 10 N iken cisim durur ve sürtünme kuvveti 10 N'dir.
- BStatik sürtünme kuvvetinin alabileceği en büyük değer 24 N'dir.
- CF = 30 N iken cisme etki eden net kuvvet 6 N'dir.
- DCisim kayarken sürtünme kuvveti 18 N'de sabit kalır.
Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerini karşılaştıran tablodaki boşlukları doldurunuz.
| Özellik | Statik sürtünme | Kinetik sürtünme |
|---|---|---|
| Etki ettiği cisim | Durgun cisim | Kayan cisim |
| Büyüklüğü | 0 ile fs,max arasında | Sabit |
| Bağıntı | fs,max = ks · N | fk = kk · N |
| Temas alanına bağlılık | Bağlı değil | Bağlı değil |
Durgun bir cisme sıfırdan başlayarak düzgün artırılan yatay kuvvet uygulandığında gerçekleşenleri oluş sırasına göre diziniz.
- 4Cisim kaymaya başlar, sürtünme bir miktar azalır.
- 1Uygulanan kuvvet kadar statik sürtünme oluşur.
- 3Sürtünme eşik değerine ulaşır, cisim harekete geçmek üzeredir.
- 5Kuvvet artsa da sürtünme sabit kalır.
- 2Kuvvet arttıkça statik sürtünme de aynı miktarda artar.
Cümlelerdeki boşlukları kutudaki uygun kavramlarla tamamlayınız. Kutudaki bir kavram kullanılmayacaktır.
- Yüzeyin cisme uyguladığı, yüzeye dik kuvvete dik tepki kuvveti denir.
- Cismin harekete geçmek üzere olduğu andaki sürtünme değeri maksimum statik sürtünme kuvvetidir.
- Grafiğin statik bölgesindeki doğru parçası yatay eksenle 45° açı yapar.
- Kayarak ilerleyen cismin hareketine karşı koyan kuvvet kinetik sürtünme kuvvetidir.
Görseldeki aynı tuğla, aynı zeminde I'de geniş, II'de dar yüzeyi üzerinde kaydırılmaktadır. Kinetik sürtünme kuvvetleri fI ve fII arasındaki ilişki nedir?
- AfI > fII
- BfI = fII
- CfI < fII
- DF'nin büyüklüğüne göre değişir.
Günlük hayattan durumları, sürtünmeyle ilgili açıklamalarıyla eşleştiriniz.
Görseldeki 7 kg kütleli cisim 21 N yatay kuvvetle sabit hızla çekilmektedir. Buna göre cisim ile zemin arasındaki kinetik sürtünme katsayısı kaçtır?
- A0,2
- B0,3
- C0,4
- D0,7
Görselde aynı zeminde I'de 3 kg'lık blok tek başına, II'de üzerine 3 kg'lık başka bir blok konmuş olarak kaymaktadır. II'deki alt bloğa etki eden kinetik sürtünme, I'dekinin kaç katıdır?
- A12
- B1
- C2
- D4
İpuçlarına uyan kavramları yazınız. Turuncu kutulardaki harfler, kinetik sürtünme kuvvetinin hareket boyunca nasıl kaldığını gösterecektir.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: SABİT
Kaygan yolda frene sert basılıp tekerlekler kilitlendiğinde araç daha uzun yolda durur. ABS'li aracın neden daha kısa yolda durduğunu sürtünme türleriyle açıklayınız.
Görseldeki grafiğin statik bölgesinde α açısı kaç derecedir? Bu açının yüzeyin sürtünme katsayısına bağlı olmamasının nedenini yazınız.