Sürtünme Kuvveti: Sürtünme Kuvvetinin Hareket Ettirici ve Durdurucu Etkileri, Pürüzlü ve Kaygan Yüzeylerin Karşılaştırılması
FB.5.2.4: Birbirine temas eden yüzeyler arasında oluşan sürtünme kuvvetinin yönünü, hareket ettirici ve durdurucu etkilerini kanıtlarla belirleyebilme · FB.5.2.5: Pürüzlü ve kaygan (az pürüzlü) yüzeylerde sürtünme kuvvetinin büyüklüğünü eğik düzlem ve dinamometre verileriyle karşılaştırabilme · FB.5.2.6: Katı, sıvı (su direnci) ve gaz (hava direnci) ortamlarda sürtünme kuvvetini artırmaya veya azaltmaya yönelik günlük yaşam uygulamalarını çözümleyebilme
- Temas hâlindeki iki yüzey arasında harekete karşı oluşan temas gerektiren kuvvete sürtünme kuvveti denir; kayarak ilerleyen cisimlerde sürtünme kuvveti daima hareket yönüne zıt yöndedir.
- Toprak, halı, zımpara kâğıdı ve çakıllı yol gibi girintili-çıkıntılı pürüzlü yüzeylerde sürtünme kuvveti büyüktür; buz, cam ve cilalı mermer gibi kaygan yüzeylerde ise sürtünme küçüktür ancak sıfır değildir.
- Aynı eğik düzlemden serbest bırakılan özdeş bir araba, sürtünmenin en az olduğu kaygan zeminde en uzun yolu alırken, sürtünmenin en fazla olduğu pürüzlü zeminde en kısa mesafede durur.
Sol sütunda verilen sürtünme kuvveti ve ortam direnci kavramlarını sağ sütundaki açıklamalarıyla eşleştiriniz.
Görseldeki deneyde özdeş oyuncak araba aynı eğik düzlemin tepesinden ilk hızsız bırakıldığında P zemininde 35 cm, R zemininde 90 cm ve S zemininde 60 cm yol alarak durmaktadır. Zeminlerin cisme uyguladığı
- AP > S > R
- BR > S > P
- CS > P > R
- DP > R > S
Görseldeki deneyde özdeş tahta takoz K, L, M ve N yatay zeminlerinde dinamometre ile çekildiğinde harekete geçme kuvvetleri K’de 14 N, L’de 28 N, M’de 6 N ve N’de 19 N olarak ölçülmüştür. Hangi
- AK zemini (14 N)
- BL zemini (28 N)
- CM zemini (6 N)
- DN zemini (19 N)
Görseldeki dört mühendislik ve günlük yaşam kartını inceleyerek her uygulamanın sürtünme kuvvetini nasıl değiştirdiğini ve temel amacını
| Günlük Yaşam Uygulaması | Sürtünmeye Etkisi | Uygulamanın Amacı |
|---|---|---|
| 1. Kışın tekerleğe zincir takmak | Sürtünmeyi artırır | Buzlu yolda kaymayı önleyip tutunmayı sağlamak |
| 2. Kapı menteşesini yağlamak | Sürtünmeyi azaltır | Aşınmayı ve gıcırtıyı önleyip kolay açmak |
| 3. Paraşütü geniş yüzeyli yapmak | Hava direncini artırır | İniş hızını azaltarak güvenli iniş sağlamak |
| 4. Hızlı trenin burnunu sivri yapmak | Hava direncini azaltır | Hızı artırmak ve enerji tasarrufu sağlamak |
Sürtünme kuvvetinin özellikleri, yüzey pürüzlülüğü ve ortam direnciyle ilgili ifadelerden doğru olanların D, yanlış
| D | Y | |
| Sürtünme kuvveti olmasaydı kalemle deftere yazı yazamaz, yazdıklarımızı silgiyle silemez ve yolda yürüyemezdik. | ✓ | |
| Ayna, cam ve buz gibi parlak yüzeylerde mikroskobik girinti-çıkıntı bulunmadığı için sürtünme kuvveti tam sıfırdır. | ✓ | |
| Aynı yükseklikten bırakılan özdeş iki kâğıttan buruşturulmuş olanı, hava direnci daha az olduğu için düz kâğıttan önce yere düşer. | ✓ | |
| Ağır market arabalarının ve valizlerin altına tekerlek takılması sürtünme kuvvetini artırmak amacıyla yapılır. | ✓ | |
| Yüzücülerin suya atlarken ellerini önde birleştirip sivri bir duruş alması su direncini azaltarak daha hızlı ilerlemelerini sağlar. | ✓ |
Cümlelerde boş bırakılan yerleri kutudaki uygun kavramlarla tamamlayınız.
- Yatay zeminde kayarak ilerleyen bir kolide sürtünme kuvvetinin yönü daima hareket yönüne zıt yöndedir.
- Cilalı mermer ve ıslak fayans gibi kaygan yüzeylerde sürtünme kuvveti az olduğu için yürürken kayıp düşme riski artar.
- Denizaltı ve gemilerin ön kısımlarının ‘V’ harfi biçiminde tasarlanması su direncini azaltmaya yöneliktir.
- Dönen makine millerinin arasına yerleştirilen metal bilye (rulman) sürtünmeyi azaltarak parçaların aşınmasını önler.
Görseldeki 1. kızak buz pistinde Kuzey yönünde, 2. kızak ise Batı yönünde kayarak ilerlemektedir. Bu iki kızağa zeminin uyguladığı sürtünme kuvvetlerinin
- A1. Kızak: Kuzey — 2. Kızak: Batı
- B1. Kızak: Doğu — 2. Kızak: Güney
- C1. Kızak: Güney — 2. Kızak: Doğu
- D1. Kızak: Batı — 2. Kızak: Kuzey
Görseldeki iki hava taşıtı tasarımını inceleyerek paraşüt kubbesinin neden geniş, yolcu uçağının burun kısmının ise neden sivri tasarlandığını hava
Görseldeki olumlu ve olumsuz etki kartlarını inceleyerek sürtünme kuvvetinin makine parçalarını aşındırmasına rağmen günlük yaşamımız için neden
Görseldeki dört farklı zemin kartını, üzerlerinde kayan özdeş bir kutuya uyguladıkları sürtünme kuvvetinin büyüklüğüne göre en az olandan en çok olana
- 3Verniksiz doğal ahşap tahta zemini
- 2Cilalı düz seramik fayans zemini
- 4İri taşlı ve çakıllı toprak bahçe yolu (En pürüzlü)
- 1Pürüzsüze yakın donmuş buz pisti zemini (En kaygan)
Görseldeki deneyde özdeş iki cam bilye aynı yükseklikten aynı anda; I. kapta havada, II. kapta ise su dolu silindirde serbest bırakılmış ve I. kaptaki bilyenin tabana çok daha kısa sürede ulaştığı gözlenmiştir. Bu
- ASıvı ortamın bilyeye uyguladığı su direnci, gaz ortamın hava direncinden büyüktür.
- BII. kaptaki bilyenin hareketine zıt yönde oluşan direnç kuvveti bilyeyi daha çok yavaşlatmıştır.
- COrtamın yoğunluğu ve cinsi değiştiğinde cisme etki eden sürtünme kuvveti de değişir.
- DI. kaptaki cam bilyeye hava ortamında hiçbir sürtünme veya direnç kuvveti etki etmemiştir.
İpuçlarındaki kavramları kutulara yazınız. Numaralı harflerle “hava ve su ortamlarının hareket eden cisimlere uyguladığı karşı koyucu
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: DİRENÇ